The Nobel Prize in physics 2012 for ground-breaking experimental methods that enable measuring and manipulation of individual quantum systems

Journal : Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna
Article : Nagroda Nobla w 2012 roku za przełomowe metody eksperymentalne umożliwiające pomiar i manipulację pojedynczych układów kwantowych

Authors :
Cichoń-Bańkowska, K.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Elektryczny, Katedra Zastosowań Informatyki, 70-313 Szczecin, ul. Sikorskiego 37,
Ziółkowski, M.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki, 70-313 Szczecin, ul. Sikorskiego 37,
Gratkowski, S.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki, 70-313 Szczecin, ul. Sikorskiego 37,
Stawicki, K.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki, 70-313 Szczecin, ul. Sikorskiego 37,
Brykalski, A.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Elektryczny, Katedra Zastosowań Informatyki, 70-313 Szczecin, ul. Sikorskiego 37,
Szymanik, B.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki, 70-313 Szczecin, ul. Sikorskiego 37,
Żywica, A.
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki, 70-313 Szczecin, ul. Sikorskiego 37,
Dziadek, M.
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Fizykochemii i Modelowania Procesów, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30,
Cholewa-Kowalska, K.
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Szkła i Powłok Amorficznych, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30,
Pośpiech, S.
Akademia Klinika Chirurgii Ogólnej, 5 Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką w Krakowie, 30-901 Kraków, ul. Wrocławska 1-3, pospiechak@interia.pl,
Barcucha, P.
NZOZ Batory, Poradnia Chirurgiczno-Ortopedyczna Sp. z o.o., 31-135 Kraków, ul. Batorego 3,
Damijan, Z.
Akademia Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Mechaniki i Wibroakustyki, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30,
Błaszczyk, J.
Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Katedra Nauk Podstawowych, Zakład Fizjologii Człowieka i Biofizyki, 90-647 Łódź, pl. Hallera 1,
Czapkowicz-Pośpiech, R.
Centrum Medycyny Profilaktycznej – Poradnia Laryngologiczna, 30–106 Kraków, ul. Olszańska 5,
Migasiewicz, A.
Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Wydział Fizykoterapii, Katedra Fizjoterapii i Terapii Zajęciowej, 51-612 Wrocław, al. Paderewskiego 35,
Dereń, E.
Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Wydział Fizykoterapii, Katedra Fizjoterapii i Terapii Zajęciowej, 51-612 Wrocław, al. Paderewskiego 35,
Podbielska, H.
Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Wydział Fizykoterapii, Katedra Fizjoterapii i Terapii Zajęciowej, 51-612 Wrocław, al. Paderewskiego 35,
Bauer, J.
Politechnika Wrocławska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Katedra Inżynierii Biomedycznej, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27,
Dereń, E.
Politechnika Wrocławska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Katedra Inżynierii Biomedycznej, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, ewelina.deren@gmail.com,
Melcer, T.
Politechnika Wrocławska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Katedra Inżynierii Biomedycznej, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, tomasz.melcer@pwr.edu.pl,
Abstract : W 2012 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki otrzymali Serge Haroche i David J. Wineland „za przełomowe eksperymentalne metody, które umożliwiają pomiar i manipulację pojedynczych układów kwantowych”. Ich odkrycia pozwalają na wielokrotne obserwacje stanów kwantowych obiektów, takich jak fotony i jony, bez dekoherencji, czyli wymuszonego sprowadzenia tych cząsteczek na stałe do jednego z możliwych stanów. Przeprowadzone eksperymenty polegają na uwięzieniu cząsteczek w odpowiednich pułapkach jonowych schłodzonych do temperatur bliskich zeru absolutnemu, umieszczonych w próżni, a następnie wykorzystaniu różnic w sposobie oddziaływania cząsteczek na otoczenie w mierzonych stanach kwantowych. Te odkrycia wpłynęły na badania związane m.in. z komputerami kwantowymi i dokładnością pomiaru czasu.

The Nobel Prize in Physics 2012 was awarded to Serge Haroche and David J. Wineland „for ground-breaking experimental methods that enable measuring and manipulation of individual quantum systems”. Their discoveries enable observing quantum states of objects, such as photons and ions, without decoherence, that is without forcefully making the particle choose one of the states. The experiments are based on trapping the particles in appropriate ion traps, cooled to temperatures close to the absolute zero, placed in vacuum, and then using the differences in interaction of the particles in different quantum states with the environment. These discoveries enabled advancements in studies of quantum computers and precise time measurements.

Keywords : Nagroda Nobla 2012, fizyka, systemy kwantowe, Nobel Prize 2012, physics, quantum systems,
Publishing house : Indygo Zahir Media
Publication date : 2014
Number : Vol. 20, nr 4
Page : 234 – 237

Bibliography
: 1 J.M. Raimond, P. Goy, M. Gross, C. Fabre, S. Haroche: Statistics of millimeter-wave photon emitted by a Rydberg atom maser: an experimental study of fluctuations in single mode superradiance, Physical Review Letters, vol. 49, 1982, s. 1924.
2 M. Brune, S. Haroche, V. Lefevre-Seguin, J.M. Raimond, N. Zagury: Quantum Nondemolition measurement of small photon number by Rydberg atom phase sensitive detection, Physical Review Letters, vol. 65, 1990, s. 976.
3 X. Maitre, E. Hagley, G. Nogues, C. Wunderlich, P. Goy, M. Brune, J.M. Raimond, S. Haroch: Quantum memory with a single photon in a cavity, Physical Review Letters, vol. 79, 1997, s. 769.
4 T. Nirrengarten, A. Qarry, C. Roux, A. Emmert, G. Nogues, M. Brune, J.M. Raimond, S. Haroche: Realization of a superconducting atom-chip, Physical Review Letters, vol. 97, 2006, 200405.
5 D.J. Wineland, N.F. Ramsey: Atomic Deuterium Maser, Physical Review A, vol. 5, 1972, s. 821.
6 D.J. Wineland, H. Dehmelt: Line shifts and widths of axial, cyclotron and G-2 resonances in tailored, stored electron (ion) cloud, International Journal of Mass Spectrometry and Ion Physics, vol. 16 (3), 1975, s. 338–342.
7 J.C. Bergquist, W.M. Itano, D. J. Winelan: Recoilless optical absorption and Doppler sidebands of a single trapped ion, Physical Review A, vol. 36, 1987, s. 428.
8 C.W. Chou, D.B. Hume, T. Rosenband, D.J. Wineland: Optical Clocks and Relativity, Science, vol. 329, 2010, s. 1630–1633.
DOI :
Qute : Cichoń-Bańkowska, K. ,Ziółkowski, M. ,Gratkowski, S. ,Stawicki, K. ,Brykalski, A. ,Szymanik, B. ,Żywica, A. ,Dziadek, M. ,Cholewa-Kowalska, K. ,Pośpiech, S. ,Barcucha, P. ,Damijan, Z. ,Błaszczyk, J. ,Czapkowicz-Pośpiech, R. ,Migasiewicz, A. ,Dereń, E. ,Podbielska, H. ,Bauer, J. ,Dereń, E. ,Melcer, T. ,Melcer, T. , Nagroda Nobla w 2012 roku za przełomowe metody eksperymentalne umożliwiające pomiar i manipulację pojedynczych układów kwantowych. Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna Vol. 20, nr 4/2014
facebook