Giải Nobel vật lý 2022: tiên phong trong thông tin lượng tử với bất đẳng thức Bell

Giải Nobel vật lý 2022: tiên phong trong thông tin lượng tử với bất đẳng thức Bell,

Sáng ngày 12/10/2022, Khoa Vật lý và Chương trình cử nhân Khoa học Tài năng – Trường Đại học khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN đã tổ chức Bài giảng đại chúng về giải Nobel Vật lý 2022. Diễn giả của Bài giảng là GS. Valerio Scarani, Phó Giám đốc Trung tâm Công nghệ Lượng tử, Giáo sư Vật lý trường Đại học Quốc gia Singapore. Chương trình đã thu hút đông đảo giảng viên, các nhà khoa học, sinh viên, học sinh và những người quan tâm trong và ngoài trường.

Tính ngẫu nhiên của thế giới thực tại

Ngày 4/10/2022, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã xướng tên các nhà khoa học Alain Aspect (Pháp), John F. Clauser (Mỹ) và Anton Zeilinger (Áo) nhận giải thưởng Nobel Vật lý 2022. Ba nhà khoa học được vinh danh bởi “thí nghiệm với các photon vướng víu, xác lập sự vi phạm bất đẳng thức Bell và tiên phong trong khoa học thông tin lượng tử”.

Những thí nghiệm được đánh giá là mang tính đột phá với các trạng thái lượng tử vướng víu – khi hai hạt hoạt động như một khối thống nhất kể cả khi chúng bị chia tách. Các kết quả của họ đã mở đường cho công nghệ mới dựa trên thông tin lượng tử.

Hiện nay, trên các sách báo phổ thông, cơ học lượng tử được mô tả thông qua việc không thể đo chính xác vị trí và động lượng ở cùng một thời điểm. Điều này dẫn đến sự hiểu lầm về độ chính xác của các phép đo, mà ngay cả Werner Karl Heisenberg –  nhà vật lý nổi danh của thế kỷ 20, một trong những người sáng lập ra thuyết cơ học lượng tử và đoạt giải Nobel vật lý năm 1932 – cũng mắc phải khi giải thích cho khán giả đại chúng. Tuy nhiên, cần phải đặt lại vấn đề chính xác hơn: vị trí và động lượng của một vật không thể được đo một cách đồng thời. Phép đo sẽ không thể xác định được các giá trị mà nó chưa từng tồn tại. Về mặt bản chất, đây là tính ngẫu nhiên của thế giới thực tại. Đâu là nguồn gốc của những kết luận này?

Tính ngẫu nhiên lượng tử – nền tảng cho các công nghệ truyền tin và bảo mật trong tương lai

Từ năm 1964, tính ngẫu nhiên này không còn đơn thuần là một giả thiết để giải thích thế giới. Nó đã được chứng minh cụ thể thông qua các thí nghiệm vi phạm bất đẳng thức Bell. Giải Nobel vật lý năm 2022 đã được trao cho 03 nhà khoa học thực hiện thành công 03 thí nghiệm khác nhau khẳng định tính ngẫu nhiên này của thế giới lượng tử. Giống như quả táo rơi từ trên cành với Aristotle, Newton, hay Einstein, sự vi phạm này là một thực tế. Kể cả trong tương lai khi vật lý lượng tử có thể bị thay thế bởi một lý thuyết đầy đủ hơn, sự vi phạm này vẫn tồn tại, giống như bản chất ngẫu nhiên của thế giới tự nhiên.

GS. Valerio Scarani là một nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng chuyên sâu về thông tin lượng tử và các lý thuyết căn bản của vật lý lượng tử. Bài nói chuyện của ông đã giải thích một cách trực quan, dễ hiểu sự ngẫu nhiên của thế giới lương tử là gì, trình bày cách mà thí nghiệm chứng minh điều này thông qua việc kiểm chứng sự vi phạm bất đẳng thức Bell. GS cũng sử dụng tính ngẫu nhiên lượng tử này cho các công nghệ truyền tin và bảo mật của tương lai.  Cấp độ bảo mật này không phụ thuộc vào các thiết bị tạo ra chúng, và là một chủ đề quan trọng của thông tin lượng tử trong hơn một thập kỷ vừa qua. Đây cũng là một trong những ứng dụng cụ thể của bất đẳng thức Bell vừa đạt giải thưởng Nobel vật lý năm nay. Bản thân nhóm của ông đã có bài báo đăng trên tạp chí Nature 8/2022, và được trích dẫn số 40 trong thông báo của Ban tổ chức giải thưởng Nobel Vật lý.

GS.TS. Nguyễn Thế Toàn, Trưởng khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên cho biết, thông tin lượng tử (quantum information) và lĩnh vực liên quan máy tính lượng tử (quantum computing) hiện vẫn còn rất sơ khai giống như cơ học lượng tử ở đầu thế kỷ 20. Giải Nobel Vật lý năm nay chỉ là khởi đầu “tiên phong” trong lĩnh vực thông tin lượng tử. Vẫn còn rất nhiều vấn đề còn bỏ ngỏ cả về mặt nguyên lý cũng như phương pháp luận.

“Tôi tin là sẽ có nhiều giải Nobel trong tương lai liên quan đến lĩnh vực này, và các bạn sinh viên trẻ, tài năng được tiếp cận một lĩnh vực hiện ở giai đoạn khởi đầu, mới mẻ và hiện đại, sẽ là thế hệ vàng để trở thành trụ cột trong lĩnh vực này” – GS.TS. Nguyễn Thế Toàn nói.

Bài viết liên quan

  • THÔNG BÁO XÉT TUYỂN SINH VIÊN VÀO CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CỬ NHÂN KHOA HỌC TÀI NĂNG NĂM 2023

    THÔNG BÁO XÉT TUYỂN SINH VIÊN VÀO CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CỬ NHÂN KHOA HỌC TÀI NĂNG NĂM 2023 CHỈ TIÊU TUYỂN SINH: 15 SV/1 CTĐT (học phí như học phí của đào tạo chuẩn) ĐIỀU KIỆN NỘP ĐƠN DỰ TUYỂN: Điểm 3 bài thi theo tổ hợp (*): 25,50 trở lên; Chỉ tính điểm bài thi theo tổ hợp trúng tuyển vào trường (không tính điểm ưu tiên khu vực, đối tượng). Đối tượng xét tuyển: Tuyển thẳng và …

    Chi tiết >>

  • HỌC BỔNG YAMADA NĂM HỌC 2023 – 2024

    HỌC BỔNG YAMADA NĂM HỌC 2023 – 2024 Khoa gửi các em thông tin học bổng của của Quỹ học bổng YAMADA, Nhật Bản 2023 – 2024 cụ thể như sau: Đối tượng: Sinh viên từ năm thứ 2, có kết quả học tập đạt loại khá trở lên, kết quả rèn luyện đạt loại tốt trở lên trong năm học 2022 – 2023. Ưu tiên sinh viên là cán bộ lớp, Đoàn – Hội; tham gia nghiên cứu khoa …

    Chi tiết >>

  • Chương trình học bổng Pony Chung, Hàn Quốc năm học 2023 – 2024

    Chương trình học bổng Pony Chung, Hàn Quốc năm học 2023 – 2024 Đối tượng và tiêu chí lựa chọn Sinh viên có kết quả học tập đạt loại giỏi trở lên và kết quả rèn luyện đạt loại tốt trở lên trong năm học 2022-2023; Ưu tiên sinh viên tham gia nghiên cứu khoa học, hoạt động Đoàn – Hội, hoạt động xã hội, cộng đồng, có hoàn cảnh khó khăn, có nguyện vọng tham gia chương trình trao …

    Chi tiết >>

  • Điểm chuẩn (điểm trúng tuyển) đại học chính quy các ngành học Khoa Vật lý năm 2023

    Điểm chuẩn (điểm trúng tuyển) đại học chính quy các ngành học Khoa Vật lý năm 2023 Đại học Quốc gia Hà Nội (ĐHQGHN) đã thông báo điểm chuẩn (điểm trúng tuyển) đại học chính quy năm 2023 vào các ngành/nhóm ngành của 09 trường đại học thành viên và 03 trường/khoa trực thuộc. Trong đó, điểm chuẩn các ngành học Khoa Vật lý chi tiết như sau: Vật lý học: 24,2; Khoa học Vật liệu: 22,75; Công nghệ Kỹ …

    Chi tiết >>

  • Hợp tác xây dựng và phát triển chương trình liên kết đào tạo quốc tế ngành Công nghệ bán dẫn

    Hợp tác xây dựng và phát triển chương trình liên kết đào tạo quốc tế ngành Công nghệ bán dẫn Trong bối cảnh toàn cầu hoá, liên kết đào tạo quốc tế đang là một xu hướng được nhiều quốc gia và trường đại học quan tâm. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN (Trường ĐH KHTN, ĐHQGHN) đã và đang thúc đẩy việc hợp tác xây dựng và phát triển chương trình liên kết đào tạo quốc tế …

    Chi tiết >>

  • ĐĂNG KÝ THAM GIA ĐỘI DỰ TUYỂN OLYMPIC VẬT LÝ SINH VIÊN TOÀN QUỐC NĂM 2023

    ĐĂNG KÝ THAM GIA ĐỘI DỰ TUYỂN OLYMPIC VẬT LÝ SINH VIÊN TOÀN QUỐC NĂM 2023 Để chuẩn bị cho cuộc thi Olympic Vật lý sinh viên toàn quốc 2023 diễn ra tại Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN thời gian dự kiến: từ 30/11 đến 03/12/2023, Khoa Vật lý sẽ thành lập và ôn tập đội tuyển đại diện cho Trường ĐHKHTN. Đây là một cuộc thi về lĩnh vật Vật Lý cho SV của tất cả các …

    Chi tiết >>

  • Lời tri ân từ phụ huynh sinh viên Trần Thị Y Vân, lớp Cử nhân Tài năng Vật lý K64

    Lời tri ân từ phụ huynh sinh viên Trần Thị Y Vân, lớp Cử nhân Tài năng Vật lý K64 Hôm nay, fanpage HUS có nhận được dòng tin nhắn rất dài từ phụ huynh sinh viên Trần Thị Y Vân, lớp Cử nhân Tài năng Vật lý K64. Cảm ơn phụ huynh đã tin tưởng Nhà trường, lựa chọn Nhà trường để gửi gắm con theo học. Xin phép đăng lại những dòng chia sẻ của phụ huynh để …

    Chi tiết >>

  • NỮ SINH GIÀNH HỌC BỔNG TIẾN SĨ TOÀN PHẦN TRƯỜNG TOP 8 THẾ GIỚI

    NỮ SINH GIÀNH HỌC BỔNG TIẾN SĨ TOÀN PHẦN TRƯỜNG TOP 8 THẾ GIỚI Có hai bài báo đăng trên tạp chí quốc tế uy tín, Y Vân gây ấn tượng và giành học bổng tiến sĩ toàn phần của Đại học Quốc gia Singapore. Trần Thị Y Vân, 22 tuổi, là tân cử nhân ngành Vật lý học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Nữ sinh nhận tin trúng tuyển ngành Kỹ …

    Chi tiết >>

  • TƯ VẤN ONLINE TUYỂN SINH NHÓM NGÀNH VẬT LÝ VÀ CÔNG NGHỆ NĂM 2023

    TƯ VẤN ONLINE TUYỂN SINH NHÓM NGÀNH VẬT LÝ VÀ CÔNG NGHỆ NĂM 2023 Trong những ngày qua, có lẽ các bạn thí sinh và các bậc phụ huynh đang có rất nhiểu băn khoăn, rất nhiều câu hỏi trước khi ra quyết định và đăng ký nguyện vọng cho bản thân minh. Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tổ chức Chương trình Tư vấn Tuyển sinh chuyên sâu. Chương trình này nhằm giải đáp tất cả các câu …

    Chi tiết >>