News

Anton Zeilinger patrí medzi najvýznamnejšie osobnosti modernej kvantovej fyziky. Rakúsky experimentálny fyzik sa preslávil svojím priekopníckym výskumom kvantového previazania (entanglement), teleportácie kvantových stavov a experimentov overujúcich základné princípy kvantovej mechaniky. Jeho práca položila pevné základy praktickým aplikáciám, ako je kvantová distribúcia kľúčov (QKD) a koncept kvantového internetu. Za svoj výnimočný prínos k rozvoju kvantovej informačnej vedy bol ocenený Nobelovou cenou za fyziku v roku 2022, spolu s Alainom Aspectom a Johnom Clauserom „za experimenty s previazanými fotónmi, ktoré preukázali porušenie Bellových nerovností a položili základy kvantovej informačnej vedy“.

Od fundamentálnych testov k bezpečnej komunikácií

Anton Zeilinger sa narodil v roku 1945 v Ried im Innkreis. Fyziku vyštudoval na Univerzite vo Viedni, kde v roku 1971 získal doktorát pod vedením Helmuta Raucha v oblasti neutrónovej fyziky. Po výskumnom pobyte na Massachusetts Institute of Technology (MIT) a habilitácii na Technickej univerzite vo Viedni (1979) sa Zeilinger postupne stal jednou z vedúcich osobností novej generácie fyzikov zameraných na konceptuálne a filozofické aspekty kvantovej fyziky a položili základy nových kvantových technológií. 

Po návrate z USA pôsobil na Technickej univerzite vo Viedni. V roku 1990 sa stal profesorom experimentálnej fyziky na Univerzite v Innsbrucku, kde zrealizoval unikátne experimenty s kvantovo-previazanými fotónmi – fenoménom, ktorý Einstein svojho času označil ako „strašidelné pôsobenie na diaľku“. Preukázal, že kvantové previazanie nie je len predmetom filozofie kvantovej fyziky, ale má potenciálne využitie v kvantových informačných technológiách. Svojimi experimentami s kvantovou teleportáciou, superhustým kvantovým šifrovaním, swappingom previazaných stavov získal celosvetové renomé, ktoré viedlo k udeleniu mnohých prestížnych ocenení vrátane Nobelovej ceny.

Anton Zeilinger  bol medzi prvými, ktorý sa zaoberali myšlienkou kvantového previazania medzi viacerými časticami. Spoločne s kolegami Danielom Greenbergerom a Michaelom Hornom vymysleli tzv. GHZ paradox, ktorý, podobne ako Bellove nerovnosti, demonštruje kvantovú nelokálnosť avšak bez potreby vyhodnocovania štatistických parametrov. GHZ stav je dnes najpoužívaný príklad previazaného stavu viacerých kvantových systémov. 

V roku 1999 sa Zeilinger presunul na Viedenskú Univerzitu, kde sa jeho výskum zameral na kvantové technológie a makroskopické kvantové javy. V roku 2003 spolu s kolegami založil Inštitút kvantovej optiky a kvantovej informácie (IQOQI) Rakúskej akadémie vied (ÖAW), kde dodnes vykonáva výskum. Aj vďaka jeho pôsobeniu sa Viedeň stala jedným zo svetových lídrov rozvoja kvantovej kryptografie. Práve tu vznikla myšlienka využitia satelitov pre globálne rozšírenie kvantovo zabezpečenej komunikácie. Experimentami vo Viedni demonštroval prenos kvantovo previazaných fotónov vzduchom medzi laboratóriami na opačných brehoch Dunaja. Neskôr v rokoch 2013-2014 Zeilingerov tím zrealizoval podobný experiment na Kanárskych ostrovoch na vzdialenosť 144 km, čím demonštroval, že vízia satelitnej komunikácie je uskutočniteľná.

Tieto výsledky priviedli A. Zeilingera k najambicióznejšiemu projektu – medzikontinentálnej kvantovej komunikácii medzi Európou a Čínou. V roku 2017 Rakúska akadémia vied, v tom čase vedená A. Zeilingerom, a Čínska akadémia vied (čínsky tím viedol Zeilingerov bývalý študent a spolupracovník Jian-Wei Pan) zrealizovala vzájomný videohovor zabezpečený kvantovým šifrovaním na vzdialenosť 7400 km. Na prenos využili čínsky satelit Micius nachádzajúci sa zhruba 500 km nad zemským povrchom. Týmto experimentom sa otvorila cesta ku globálnej kvantovej sieti.

Prvé kvantovo-zabezpečené cezhraničné spojenie: Fyzikou osvietený svet

Medzi významných svetových vedcov, s ktorými Anton Zeilinger spolupracuje, patrí aj slovenský teoretický fyzik Vladimír Bužek – celosvetove uznávaný odborník na kvantovú teóriu informácie, kvantovú optiku a kvantové klonovanie. V roku 2000 založil na Fyzikálnom ústave SAV teoretickú výskumnú skupinu zaoberajúcu sa kvantovou informáciou – Centrum pre výskum kvantovej informácie (RCQI). Spoločne s A. Zeilingerom bolo RCQI súčasťou konzorcií vo všetkých integrovaných projektoch a koordinačných akciách podporených Európskou komisiou. 

Pri príležitosti 50. výročia úmrtia Alberta Einsteina sa 18. apríla 2005 v americkom meste Princeton vydal svetelný lúč na svoju cestu okolo Zeme. Signál prešiel transpacifickým optickým káblom do Ázie a následne pokračoval cez Európu až do Spojeného kráľovstva a späť do Princetonu – svetlo sa dostalo aj Austrálie, Afriky, Južnej Ameriky. Slovensko bolo tiež súčasťou tejto oslavy v rámci roka svetla. Slovenskí fyzici z RCQI v spolupráci s rakúskymi kolegami z výskumnej skupiny prof. Zeilingera presne pred 20 rokmi realizovali experiment na slovensko-rakúskej hranici – pomocou fotónov svetla priamo na hraniciach preniesli správu „Physics enlightens the world“ (Fyzika osvetľuje svet) zo Slovenska do Rakúska, čo predstavovalo celosvetovo prvý prenos informácie medzi dvoma štátmi využívajúci kvantovú kryptografiu.

Záver

Anton Zeilinger svojou prácou nielen odhaľuje fundamentálne princípy kvantovej mechaniky, ale zároveň ukázal cestu, ako tieto princípy transformovať do praktických technológií kvantovej komunikácie. Jeho experimenty sa stali modelom pre budúcu generáciu kvantových komunikačných sietí. V súvislosti s bývalými aj aktuálnymi výskumnými aktivitami na Fyzikálnom ústave SAV, v. v. i. nie je prekvapením, že v tomto roku, kedy A. Zeilinger oslavuje 80 rokov, mu bude udelený Čestný doktorát SAV.