De tweejaarlijkse ‘John Stewart Bell Prize for Research on Fundamental Issues in Quantum Mechanics and Their Applications’ gaat dit jaar naar prof. Ronald Hanson van de TU Delft/QuTech. Hij krijgt de prijs donderdag 31 augustus samen met Sae Woo Nam (NIST/VS), and Anton Zeilinger (University of Vienna) voor experimenten die laten zien dat instantane interactie tussen verstrengelde quantumdeeltjes echt bestaat. De groep van Hanson toonde in 2015 als eerste deze verstrengeling aan zonder ‘loopholes’, mogelijke alternatieve verklaringen voor het natuurkundige fenomeen. Onafhankelijke experimenten in de VS en Wenen bevestigden kort daarna het resultaat.

Quantumverstrengeling is het fenomeen waarbij deeltjes – bijvoorbeeld twee elektronen- samen een ‘lot’ delen. Een waarneming van een van de deeltjes heeft instantaan effect op de andere, ook als dat andere deeltje zich op grote afstand bevindt. Dit fenomeen komt rechtstreeks uit de quantum theorie, maar is zo tegen-intuïtief dat onder andere Einstein weigerde het te accepteren. Hij refereerde er aan met de in de wetenschap befaamde regel ‘spooky action at a distance’.  De naamgever van de prijs, John Steward Bell, bedacht in 1964 een beroemde test om verstrengeling echt aan te tonen. Het was de Franse wetenschapper Alain Aspect die in 1982 de Bell-test voor het eerst goed kon uitvoeren, maar er bleven wel twee belangrijke achterdeuren over, de zogenaamde loopholes, die alternatieve verklaringen mogelijk maakten voor het meetresultaat. De groep van Hanson sloot in 2015 voor het eerst beide ‘loopholes’ tegelijk in een experiment met diamantjes in twee laboratoria aan weerzijde van de campus, 1.3 km uit elkaar. De experimenten in NIST (VS) en Wenen bevestigden kort daarna dat resultaat, met gebruik van andere technieken.

De experimenten zijn belangrijk omdat ze het fundament vormen onder een toekomstig quantuminternet. Verstrengeling maakt ‘teleportatie’ van informatie mogelijk, waardoor communicatie beveiligd kan worden op een manier die niet af te luisteren valt. Binnen het quantuminstituut QuTech werkt de groep van Hanson intussen toe naar een eerste rudimentaire quantum-internetverbinding tussen vier Nederlandse steden. Daarnaast wordt quantumverstrengeling gebruikt in toekomstige quantumcomputers, computers die belangrijke rekenproblemen kunnen oplossen die zelfs voor huidige supercomputers onbereikbaar zijn. QuTech werkt ook aan de ontwikkeling van zo’n quantumcomputer.

De prijs wordt donderdag 31 augustus uitgereikt op de Universiteit van Toronto. Kijk voor meer informatie op de website.

Voor meer informatie over het quantum-experiment van de groep van Hanson, klik hier.