Нобелевская премия 2012 года по физике присуждена французскому исследователю Сержу Арошу и американскому ученому Дэвиду Джей Уайнленду за открытие экспериментальных методов измерения и манипулирования индивидуальными квантовыми системами. Как объявил сегодня в Стокгольме представитель Нобелевского комитета, благодаря достижениям этих ученых в квантовой физике в будущем появится возможность создать очень быстрые квантовые компьютеры.

Серж Арош занимает должность профессора и руководителя кафедры квантовой физики в парижском Коллеж де Франс. 68-летний исследователь - член Французского, Европейского и Американского физических обществ. Арош стал знаменит благодаря своим работам в области квантовой декогеренции. В 1996 году исследователь и его коллеги впервые провели экспериментальные наблюдения данного явления. В 2009 году физик получил золотую медаль Национального центра научных исследований Франции.

Дэвид Уайнленд является сотрудником американского Национального института стандартов и технологий, а также членом Американских физического и оптического обществ. В 1978 году он первым продемонстрировал технологию лазерного охлаждения ионов. В 2004 году группа исследователей под руководством Уайнленда впервые продемонстрировала возможность телепортации квантовых состояний атомов.

В прошлом году лауреатами Нобелевской премии по физике стали американцы Сол Перлмуттер, Адам Райсс и австралиец Брайан Шмидт, открывшие эффект возрастания скорости расширения Вселенной.

В рамках стартовавшей в Стокгольме 111-й нобелевской недели также будут вручены премии по химии (10 октября) и литературе (11 октября). В Осло 12 октября будут объявлены лауреаты Нобелевской премии мира. Обладатель "Премии по экономике памяти Нобеля", учрежденной Банком Швеции, определится в понедельник, 15 октября. А лауреатами премии по физиологии и медицине стали ученые из Великобритании и Японии Джон Гердон и Синья Яманака.

На основе квантовой механики

Квантовым компьютером ученые называют вычислительное устройство работающее на основе квантовой механики, а не на основе классической. Такие компьютеры должны оперировать не битами, а кубитами (кубит - единица квантовой информации, "квантовый бит"), в которых хранится не дискретное состояние "0" или "1", а их суперпозиция - наложение состояний, которые с классической точки зрения не могут быть реализованы одновременно.

Теоретически, он будет способен в одно мгновение проводить примерно миллион вычислений, в то время как классический - только одно, то есть потенциальная вычислительная мощность квантового компьютера превысит мощность классических компьютеров примерно в 10 в 80-й степени раз. Для лучшего его понимания этого астрономического числа приводят такое сравнение: обычный компьютер, равный по вычислительной мощности квантовому, должен быть размером со Вселенную.

Квантовый компьютер, опять же, в теории, сможет гораздо эффективнее решать задачи в области дискретной оптимизации (в том числе из комбинаторной оптимизации), для которых не приспособлены обычные компьютеры с бинарной логикой. Например, это может быть задача маршрутизации транспорта, анализ финансовых рисков, распознавание образов, классификация изображений и так далее.

До сих пор большинству исследовательских групп удавалось получить лабораторные системы, которые имеют чисто научную ценность, и специалисты до сих пор не уверены, что несколько подобных систем, представленных в последнее время, можно называть настоящим квантовым компьютером, несмотря на демонстрацию когерентных квантовых эффектов. Дело в том, что пока что квантовая когерентность используется как некий вспомогательный фактор наряду с обычными вычислениями. "Настоящий" же квантовый компьютер должен кардинально увеличить скорость вычислений за счет операций непосредственно с кубитами. На создание такого компьютера, говорят скептики, уйдут годы, а то и десятилетия.

Что же касается практического применения открытий нобелевских лауреатов Ароша и Уайнленда, то они уже подарили миру оптические часы - самые точные из когда-либо существовавших: два иона совместно измеряют время в 100 раз точнее, чем современные цезиумные часы.

На "Нобелевку" выдвигали бозон Хиггса

Согласно правилам Нобелевского фонда, полный список номинантов на получение одной из престижнейших мировых премий становится достоянием общественности лишь спустя 50 лет. Однако перед каждой церемонией эксперты и СМИ гадают, кто больше других достоин в этот раз стать лауреатом Нобелевской премии.

Приблизительный список кандидатов составило агентство Reuters. По его оценке, лауреатами могли стать Чарльз Беннет (США), Уильям Уоттерс (США) и Джилл Брассард (Канада), которые первыми в мире описали протокол квантовой криптографии. Также в числе фаворитов называли американцев Стивена Харриса и Лин Хау, занятых исследованиями в области "медленного света".

Британская газета The Guardian в свою очередь высказывала предположение, что лауреатами Нобелевской премии должны стать ученые, занятые исследованием "частицы бога" - бозона Хиггса. Среди вероятных получателей награды газета даже упоминала молодого британского физика, профессора Брайана Кокса, известного телезрителям по циклу научно-популярных программ BBC. А знаменитый физик-теоретик Стивен Хокинг минувшим летом отмечал, что Нобелевская премия по физике должна достаться непосредственно автору идеи о существовании бозона Хиггса - британскому ученому Питеру Хиггсу.

Среди наших соотечественников также были сильные кандидаты на "Нобелевку", пишет "Российская газета". Например, физик Виктор Веселаго, предсказавший существование материалов с отрицательным показателем преломления - метаматериалов. Его идея суперлинзы была в своем время подхвачена английским физиком Пэндри, и первые "метаматериалы" были созданы американскими учуными Дэвидом Смитом и коллегами в лаборатории Шелдона Шульца. С помощью метаматериалов можно, например, создавать "плащ-невидимку", который позволяет сделать невидимым закрываемый им объект, поскольку он не отражает свет. В числе других возможных претендентов назывался физик Борис Альтшулер - пионер в новой области мезоскопике. Также Леонид Келдыш, более 40 лет назад предсказавший Бозе-конденсацию экситонов, и физик-теоретик Александр Андреев, разработавший теорию динамического промежуточного состояния сверхпроводников и открывший "андреевское отражение" в полупроводниках.