Anton Zeilinger (* 20. Mai 1945 in Ried im Innkreis) ist ein österreichischer Quantenphysiker und Hochschullehrer an der Universität Wien. Im Jahr 2022 wurde ihm gemeinsam mit Alain Aspect und John Clauser der Nobelpreis für Physik zuerkannt. Zeilinger erhielt den Nobelpreis für Experimente mit verschränkten Photonen und allgemein verschränkten Quantenzuständen, wobei er unter anderem Quantenteleportation nachwies. Er gilt als ein Pionier der Quanteninformationswissenschaft.
Zeilingers Vater Anton (1905–1986) war Professor für Milchwirtschaft, Molkereiwesen und landwirtschaftliche Mikrobiologie sowie von 1969 bis 1971 Rektor der Universität für Bodenkultur Wien. Seine Kindheit verbrachte Anton Zeilinger in Wolfpassing, wo Zeilingers Vater an der dortigen Milchwirtschaftsschule unterrichtete. Er besuchte die Volksschule in Steinakirchen am Forst. 1955 zog die Familie nach Wien. Als Kind zerlegte er die Puppen seiner Schwester, weil er schon immer verstehen wollte, „wie etwas funktioniert“. Nach der Matura am Gymnasium Fichtnergasse im Bezirk Hietzing studierte Anton Zeilinger (junior) von 1963 bis 1971 Physik und Mathematik an der Universität Wien, 1971 wurde er mit der Arbeit Neutron Depolarization in Dysprosium Single Crystals (Neutronendepolarisation in Dysprosium-Einkristallen) bei Helmut Rauch promoviert. 1979 habilitierte er sich an der Technischen Universität Wien.
Nach Aufenthalten in den USA, Frankreich, Australien und Deutschland – Gastprofessur am Massachusetts Institute of Technology (MIT) (USA), an der Technischen Universität München, am Merton College (Oxford, Großbritannien), am Collège de France (Chaire Internationale), Paris – wurde er 1990 ordentlicher Universitätsprofessor an der Universität Innsbruck und Vorstand des Institutes für Experimentalphysik.
Von 1999 bis zu seiner Emeritierung 2013 war er Universitätsprofessor an der Universität Wien und Vorstand des Instituts für Experimentalphysik. Von 2006 bis 2009 war er Dekan der Fakultät für Physik der Universität Wien.
Er ist wirkliches Mitglied der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW). Von 2004 bis 2013 war er Gründungsdirektor des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der ÖAW. Ende 2007 hat er für seine grundlegenden Beiträge zu den genannten Fächern die neu geschaffene Isaac-Newton-Medaille des britischen Institute of Physics erhalten.
Vom 1. Juli 2013 bis zum 30. Juni 2022 war Zeilinger Präsident der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Im März 2022 wurde Heinz Faßmann zu seinem Nachfolger als Präsident der ÖAW ab Juli 2022 gewählt.
Ende April 2014 wurde er offiziell in die National Academy of Sciences (NAS) aufgenommen und ist nach Konrad Lorenz, Walter Thirring, Peter Schuster, Peter Zoller und Angelika Amon der sechste Österreicher, der in diese Gesellschaft gewählt worden ist.
Anton Zeilinger ist Mitglied der nichtschlagenden Studentenverbindungen KaV Marco-Danubia Wien und A.V. Austria Innsbruck (Cartellverband der katholischen österreichischen Studentenverbindungen), sowie Ehrenmitglied der KÖStV Teutonia Innsbruck im Mittelschüler-Kartell-Verband (MKV).
Zeilinger wurde besonders durch seine medienwirksamen Experimente zur Quantenteleportation in Innsbruck und Wien bekannt. Dies trug ihm den Spitznamen „Mr. Beam“ ein. Außerdem arbeitet er auf dem Gebiet der Anwendungen der Quantenphysik, insbesondere in den neuen Gebieten der Quanteninformation und der Quantenkryptografie. Sein Hauptinteresse gilt jedoch den Grundlagen der Quantenphysik und ihren Implikationen für das Alltagsverständnis, das auf unseren Erfahrungen beruht.
Zeilinger befasste sich anfangs mit Neutronen-Interferometrie, dem Forschungsfeld seines Lehrers Rauch am Institut Laue-Langevin, bei Clifford Shull am MIT und in München. Unter anderem gelang ihm und Rauch der experimentelle Nachweis der Notwendigkeit eines Vorzeichenwechsels der Wellenfunktion für Spin-1/2-Teilchen bei räumlichen Drehungen um 360°. Dieser Vorzeichenwechsel ist eine mathematische Eigenschaft der Spinoren, mit denen der Spin beschrieben wird, und spielt heute eine wichtige Rolle in vielen Protokollen der Quanteninformation.
1997 gelang ihm mit seiner Arbeitsgruppe die erstmalige Demonstration der Quantenteleportation des Zustandes eines unabhängigen Photons.
1989 schlug er mit Daniel Greenberger, Michael Horne und Abner Shimony das GHZ-Experiment vor zum Ausschließen von Theorien mit verborgenen Variablen. 1999 gelang Zeilinger mit seiner Gruppe die experimentelle Demonstration. Heute sind solche Zustände aus verschiedensten Protokollen der Quanteninformatik und besonders des Quantencomputers nicht mehr wegzudenken. Für sie gibt es in der Literatur daher auch einen eigenen PACS Code. Seit 1998 wies er in einer Reihe von zunehmend verfeinerten Experimenten, die signifikante Verletzung der Bell-Ungleichung mit photonischen Systemen nach. Unter anderem gehörte ein Experiment seiner Gruppe zu den drei, die 2015 erstmals einen „schlupflochfreien Bell-Test“ realisierten.
Er entwickelte verschiedene Techniken für die Quantenverschränkung, wie eine Quelle polarisierter verschränkter Photonen hoher Intensität.
1998 demonstrierte er Entanglement Swapping, die Teleportation von verschränkten Zuständen.
In den 2000er Jahren wandte er sich verstärkt der Quanteninformationstheorie zu. Unter anderem demonstrierte er Konzepte des Einweg-Quantencomputers von Hans J. Briegel und Robert Raussendorf. Schon 1996 demonstrierte er dichte Kodierung (nach Charles H. Bennett und Stephen Wiesner) mit zwei verschränkten Zweizustandssystemen in der Quantenkommunikation. Dies war die weltweit erste Anwendung von Verschränkung in einem Informationsprotokoll. Er arbeitet in Zusammenarbeit mit dem Austrian Institute of Technology an der kommerziellen Realisierung von Quantenschlüsselaustausch mit verschränkten Photonen, was er erstmals 1999 demonstrierte.
Er dehnte seine Experimente auch auf die Atomoptik aus und demonstrierte quantenmechanische Interferenzeffekte an großen Molekülen wie Buckyballs. Diese Arbeiten werden jetzt von seinem damaligen Ko-Autor, Markus Arndt, selbständig fortgeführt.
Mitte der 2000er Jahre wandte er sich auch der Optomechanik im Nanobereich zu. Es gelang ihm der erste Nachweis der Kühlung eines nanomechanischen Systems ohne Rückkopplung. Heute werden diese Arbeiten selbständig von Markus Aspelmeyer weitergeführt.
2012 stellte er einen Rekord bezüglich der Verschränkung bei hohen Quantenzahlen (in diesem Fall des Bahndrehimpulses von Photonen) auf. Es gelang ihm, die Verschränkung eines Drehimpulses von bis zu 300 ħ experimentell nachzuweisen. Diese Experimente sind wichtig für die Frage nach der makroskopischen Grenze von quantenmechanischer Verschränkung.