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Nobelpreis für Physik 2022: Drei Quantenforscher ausgezeichnet für verschlüsselte Kommunikation

Experimente mit verschränkten Quantenzuständen haben neue Technologien ermöglicht. Dafür haben Alain Aspect, John Clauser und Anton Zeilinger nun den Nobelpreis in Physik bekommen.
Illustrationen zeigen die Physik-Nobelpreisträger 2022: Alain Aspect (links), John Clauser (Mitte) und Anton Zeilinger (rechts)
Die Physik-Nobelpreisträger 2022: Alain Aspect (links), John Clauser (Mitte) und Anton Zeilinger (rechts).

Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr an den Franzosen Alain Aspect, den US-Amerikaner John Clauser und den Österreicher Anton Zeilinger für ihre Forschung auf dem Gebiet der Quantenphysik. Das hat die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften am 4. Oktober 2022 verkündet. Die Forschenden haben »bahnbrechende Experimente mit verschränkten Quantenzuständen durchgeführt, bei denen sich zwei Teilchen wie eine Einheit verhalten, auch wenn sie getrennt sind«, begründet die Jury ihre Entscheidung. »Die Ergebnisse haben den Weg für neue, auf Quanteninformation basierende Technologien geebnet.«

Weltweit findet umfassende Forschung zu Quantencomputern, Quantennetzen und sicher verschlüsselter Quantenkommunikation statt. Zu verdanken ist das unter anderem den diesjährigen Physik-Nobelpreisträgern.

John Clauser vollbrachte das erste entscheidende Experiment, mit dem er bewies, dass sich die Quantenmechanik nicht – wie von Albert Einstein propagiert – durch eine Theorie mit verborgenen Variablen ersetzen lässt. Er belegte gewissermaßen, dass Gott entgegen Einsteins berühmtem Zitat eben doch würfelt und eine fundamentale Unbestimmtheit in den Messungen existiert, wie es die mathematischen Formulierung der Quantenmechanik nahelegt. Manches blieb nach seinen Versuchen jedoch unklar. Alain Aspect entwickelte den experimentellen Aufbau schließlich entscheidend weiter und schloss »ein wichtiges Schlupfloch«, wie es in der Pressemitteilung der Jury heißt.

Schließlich war es an Anton Zeilinger, verschränkte Quantenzustände zu nutzen. Sein Team hat unter anderem das Phänomen der Quantenteleportation nachgewiesen. Sie zeigten, dass es möglich ist, einen Quantenzustand von einem Teilchen auf ein anderes über große Strecken zu übertragen.

Quantenverschränkung ist eine, wenn nicht die charakteristische Eigenschaft der Quantenmechanik. Das stellte schon einer der Vordenker, der österreichische Physiker Erwin Schrödinger, im Jahr 1935 fest. Wenn sich zwei Teilchen in verschränkten Quantenzuständen befinden, kann jemand, der eine Eigenschaft des einen Teilchens misst, sofort das Ergebnis einer gleichwertigen Messung am anderen Teilchen bestimmen, ohne dass eine Überprüfung erforderlich ist. Damit ist die Quantenverschränkung die Grundlage sämtlicher quantenphysikalischer Anwendungen: vom Quantencomputing über die Übertragung und Speicherung von Quanteninformationen hin zu Algorithmen für die Quantenverschlüsselung.

© Scientific American / Spektrum der Wissenschaft
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Nobelpreis in Medizin steht bereits fest

Seit Montag darf sich der Evolutionsforscher Svante Pääbo zu den Medizin-Nobelpreisträgern zählen. Er gilt als Begründer der Paläogenetik, hat das Erbgut längst ausgestorbener Frühmenschen rekonstruiert und auf diese Weise unter anderem gezeigt, dass der moderne Mensch mit dem Neandertaler mehr gemein hat als lange angenommen.

Zwischen dem 3. und dem 10. Oktober geben die Nobelkomitees die Nobelpreisträger des Jahres 2022 bekannt. Auf unserer Themenseite »Nobelpreise – die höchste Auszeichnung« erfahren Sie, wer einen der renommierten Preise erhalten hat. Dort können Sie außerdem das Wesentliche über die Laureaten und ihre Forschung nachlesen.

Am Mittwoch wird die Jury die Träger des Chemie-Nobelpreises bekanntgeben. Am Donnerstag und Freitag folgen die Bekanntgaben für den Literatur- und den Friedens-Nobelpreis. Am kommenden Montag gibt es dann noch den von der schwedischen Reichsbank gestifteten Wirtschafts-Nobelpreis. Überreicht werden die Auszeichnungen traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.

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