Ален Аспект, Нобелевский лауреат по физике: «Эйнштейн был настолько умен, что ему пришлось бы признать квантовую запутанность» | Наука

Ален Аспект изучал «настоящую» квантовую физику в Камеруне. Не в Высшей нормальной школе в Париже, а во время своей гражданской службы в Африке, читая книгу Клод Коэн-Таннуджи во время преподавания физики. Эта работа, «которая произвела революцию в преподавании квантовой физики», объясняет он, изменила его жизнь. Десятилетия спустя Аспект экспериментально продемонстрировал то, что большинство физиков считали научной фантастикой: квантовая запутанность, то явление, которое Альберт Эйнштейн назвал «призрачным действием» и этому не поверили. Это настолько нелогично, что в это до сих пор трудно поверить: две частицы связаны таким образом, который не может объяснить классическая физика, и то, что происходит с одной, мгновенно влияет на другую, даже если они находятся на расстоянии нескольких миль друг от друга. Эксперименты «Аспект», проведенные в 1982 году, положили конец полувековому спору между двумя самыми важными физиками в истории, Альбертом Эйнштейном и Нильс Бори они открыли дверь в вторая квантовая революция: компьютеры, криптография и технологии, которые сегодня приносят миллиарды евро.

4 октября 2022 года Шведская королевская академия наук наградила компанию Aspect Нобелевская премия по физике вместе с Джоном Клаузером и Антоном Цайлингером. как «пионеры квантовой информатики». Аспект, родившийся в Ажене (Франция) 78 лет назад, только что опубликовал Если бы Эйнштейн знал (Дебаты)исторический тур по захватывающим дебатам по квантовой физике от Макса Планка до Нобелевской премии 2022 года, включая споры между Эйнштейном и Бором и «фундаментальные» работы Джона Стюарта Белла в 1960-х годах. В разговоре с EL PAÍS посредством видеоконференции, который происходит через несколько дней после возвращения Аспекта из Стокгольма с Нобелевских торжеств, он говорит о физике и физиках, гениальности Альберта Эйнштейна, пределах квантовой технологии и своем новом увлечении: магии. «Это похоже на физику», — объясняет он. «Я делаю что-то действительно невероятное, но этому есть объяснение».

Просить. Название его книги провокационно: Если бы Эйнштейн знал. Что бы изменилось в физике XX века, если бы Эйнштейн дожил до своих экспериментов 1982 года?

Отвечать. Ничего бы в мире не изменилось. Но было бы интересно узнать реакцию Эйнштейна; Он был настолько умен, что ему пришлось бы распознать результаты и отреагировать. Поэтому я пытаюсь представить, как бы он отреагировал.

П. И как бы он это сделал?

Р. Я думаю, он бы понял, что ему нужно уйти [una de sus posturas]: реализм или локальность [o bien las partículas no tienen propiedades definidas hasta que las observamos, o existen conexiones instantáneas entre ellas sin importar la distancia]. И я думаю, что это было настолько реалистично, что я бы сохранил это.

П. Вы говорите, что Бор с определенной точки зрения выигрывает, но Эйнштейн обнаружил «нечто экстраординарное». Можете ли вы объяснить, почему вы оба были правы?

Р. С исторической точки зрения интересно, что дебатов было две. Эйнштейн ошибся в 1927 году, в Встреча Сольвея. Но в 1935 году, как вы говорите, точку зрения Бора можно защитить. Все зависит от вашей эпистемологической позиции относительно того, что такое физическая реальность. Если вы примите точку зрения Бора, что физическую реальность объекта нельзя определить, не указав, как вы наблюдаете эту реальность, Бор вас убедит. Но если вы посмотрите на это, как Эйнштейн, который говорит, что физическая реальность присуща объекту, вам не нужно определять, как вы ее наблюдаете. Тридцать лет спустя Джон Белл показал, что если серьезно отнестись к точке зрения Эйнштейна, то вы противоречите квантовой физике.

П. В 1982 году вы экспериментально продемонстрировали квантовая запутанностьно он говорит, что многие физики этим не интересовались. Потому что?

Р. Физики слышали о споре между Эйнштейном и Бором и считали, что он улажен, поскольку Бор оказался прав. Даже кто-то вроде Ричард Фейнманодин из величайших физиков второй половины 20-го века в итоге признал: «Ух ты, возможно, я недооценил запутанность». И затем они начинают с первых идей о квантовых вычислениях.

П. Вы провели восемь лет, работая над своими экспериментами. Каково было, когда вы наконец получили результаты?

Р. Мы долго к этому готовились. Перед проведением финального эксперимента необходимо было проработать каждую деталь и каждый малейший момент. И когда все было готово, все заработало и я получил результат, я подумал: «Ух ты, я сделал это».

П. Понял ли ты тогда, что твое открытие стоило бы Нобелевской премии?

Р. Нет, нет, абсолютно нет. Когда я перестал об этом думать и перестал принимать приглашения на эту тему, я перешел к чему-то другому. Когда я начинал, в 1974 году, все говорили мне, что то, чем я занимаюсь, не представляет интереса. Потом я провел свой эксперимент, и они сказали: «О, это очень интересно, вы наконец разрешили спор между Бором и Эйнштейном». Что ж, я разрешил спор между Бором и Эйнштейном, и точка. Я понятия не имел, что это может быть для чего-то полезно. Первые признаки того, что это может иметь место, у меня появились примерно в 1990 году, когда Артур ЭкертМолодой студент подошел ко мне и сказал: «Знаешь ли ты, что с помощью запутанных фотонов можно сделать квантовая криптография» Тогда я сказал: «Ух ты». Но до этого момента для меня все было кончено. Я уладил спор между Бором и Эйнштейном, и все. Я никогда вообще не предполагал, что это может привести меня к Нобелевской премии.

П. Упоминается Ричард Фейнман. Вы с ним познакомились?

Р. Да. В 1984 году я выступал с докладом в Калифорнийском технологическом институте, и Фейнман сидел в первом ряду. Есть люди, которые находились в комнате и ждали, когда Фейнман нападет на меня. [risas]. И нет, совсем нет. Он был чрезвычайно добр. Потому что в тот момент я понял, что переплетение — это интересно. Он оставил исключительно положительные комментарии. Он отвел меня к себе в офис, мы проговорили час, а потом он прислал мне письмо. Оно у меня все еще есть.

П. Испанский физик Хуан Игнасио Сирак, написавший предисловие к своей книге: Несколько дней назад он говорил с EL PAÍS. и рассказал нам, что в квантовых вычислениях существует «большой пузырь». Вы согласны?

Р. Да, слишком много ажиотажа. Это не значит, что это не интересно. Но проблема в пресс-релизах компаний и университетов. Ученые в целом разумны. Но команды по связям с общественностью преувеличивают.

П. Что может квантовый компьютер такого, чего никогда не сможет сделать классический компьютер?

Р. Очень сложно сказать. Я уверен, что есть некоторые приложения, которые будут использоваться. Например, квантовая криптография. У нас также есть квантовые компьютеры, которые дают первые интересные результаты.но мы еще не на том этапе, когда можем сказать: «Это совершенно новый мир». Изменят ли они общество? Не имею представления. Но я глубоко убежден, что в ближайшие годы мы получим ответ. Я на это надеюсь, потому что я уже не так молод и мне бы хотелось это увидеть.

П. Сирак в прологе своей книги рассказывает, что вы тоже волшебник…

Р. Ох, ну это просто для удовольствия. Но в некотором смысле это похоже на физику. То, что я делаю, невероятно, но этому есть объяснение. То же самое происходит и в физике. В природе есть что-то невероятное, но есть объяснение. И я могу продолжить сравнение немного дальше. В естественной физике люди, которые могут иметь доступ к объяснению, — это эксперты, люди, которые уже знают теорию и все остальное. На самом деле широкая общественность не имеет реального доступа к объяснению. То же самое происходит и с магами. Вот почему мне это нравится. Это весело.

П. Что вы думаете о проблеме, которая существует в некоторых странах, таких как Соединенные Штаты, с серьезными нападками на науку со стороны различных групп давления и политиков?

Р. Это ужасно. Но моя точка зрения, когда я выступаю, заключается в том, что если некоторые люди думают, что Земля плоская, это нормально, им разрешено иметь такое мнение. Но мне это не интересно, Я не могу убедить их. А еще есть люди, которые любят науку и рады прийти на мое выступление, потому что это приносит им больше удовольствия. А посередине — все люди, которые иногда сомневаются. Это те, кого я стараюсь держать на правильной стороне. Это те, ради кого я прилагаю усилия.

П. После разрешения одного из крупнейших споров в физике и получения Нобелевской премии остались ли еще вопросы без ответов, которые не дают вам спать по ночам?

Р. Да-да, конечно. Мой самый большой вопрос заключается в том, насколько большим может быть объект, оставаясь при этом квантовым. Сейчас существуют квантовые компьютеры с тысячами кубитов. Но можем ли мы иметь миллионы? Можем ли мы иметь миллиарды и при этом контролировать ошибки? Я шучу по этому поводу. Если в какой-то момент мы обнаружим, что у нас не может быть квантового компьютера такого размера, я буду очень рад, потому что я физик, и мы чему-то научимся. И если не будет предела, если мы сможем построить квантовый компьютер, я тоже буду, потому что я сооснователь стартапа посвященный квантовым вычислениям [Pascal]. Итак, оба варианта. Я оптимистичный человек.