量子力學(xué)再獲諾貝爾物理學(xué)獎！三位研究者開(kāi)創(chuàng )“量子信息科學(xué)”

愛(ài)因斯坦曾將“粒子之間隨時(shí)保持聯(lián)系并瞬時(shí)共享物理狀態(tài)”的神秘現象，稱(chēng)之為“鬼魅般的超距作用”。

就在剛剛，2022年諾貝爾物理學(xué)獎評選結果揭曉。

瑞典皇家科學(xué)院宣布，法國科學(xué)家阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國科學(xué)家約翰·克勞澤（John F.Clauser）和奧地利科學(xué)家安東·塞林格（Anton Zeilinger）共享此殊榮，以表彰他們“通過(guò)糾纏光子實(shí)驗，證明貝爾不等式在量子世界中不成立，并開(kāi)創(chuàng )了量子信息科學(xué)”。

這三位科學(xué)家也將共享1000萬(wàn)瑞典克朗獎金（約合642萬(wàn)元人民幣）。

接下來(lái)，讓我們簡(jiǎn)單了解一下三位獲獎的科學(xué)家：

三位量子信息科學(xué)先驅?zhuān)瑢⒘孔蛹m纏變身強力工具

據介紹，阿蘭·阿斯佩、約翰·克勞澤和安東·澤林格分別使用糾纏量子態(tài)（兩個(gè)粒子分隔到多么遙遠，也表現得像一個(gè)單一的單元）進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng )性的實(shí)驗。

他們的結果為基于量子信息的新技術(shù)掃清了道路，最終開(kāi)創(chuàng )這一領(lǐng)域。

諾貝爾物理委員會(huì )主席安德斯·伊爾巴克（Anders Irbäck）表示：“一種新的量子技術(shù)正在興起，這一點(diǎn)越來(lái)越明顯。我們可以看到，獲獎?wù)邔m纏態(tài)的研究非常重要，甚至超越了量子力學(xué)解釋的基本問(wèn)題。”。

約翰·克勞澤

約翰·克勞澤為美國理論和實(shí)驗物理學(xué)家，目前擔任湯森路透研究員、顧問(wèn)。

約翰·克勞澤因量子力學(xué)研究而出名，尤其是CHSH不等式。

此前，約翰·克勞瑟拓展了約翰·貝爾的想法，并進(jìn)行了一次實(shí)驗。當他進(jìn)行測量時(shí)，發(fā)現實(shí)驗結果顯然違反了貝爾不等式，從而支持了量子力學(xué)。

這意味著(zhù)量子力學(xué)不能被使用隱藏變量的理論所取代。

阿蘭·阿斯佩

阿蘭·阿斯佩為法國物理學(xué)家，目前任職法國巴黎薩克雷大學(xué)教授。

1980年代早期，在他作博士論文時(shí)，曾做了驗證貝爾不等式的實(shí)驗，揭示了愛(ài)因斯坦、鮑里斯·波多爾斯基和內森·羅森曾進(jìn)行的EPR思想實(shí)驗的錯誤。他的實(shí)驗也為CHSH不等式違反的假說(shuō)提供了理論基礎。之后，阿蘭·阿斯佩開(kāi)始在量子力學(xué)的研究，涉及到中性原子鐳射冷卻、玻色–愛(ài)因斯坦凝聚等領(lǐng)域。

阿蘭·阿斯佩的實(shí)驗彌補了約翰·克勞澤存在的一些漏洞，他的實(shí)驗能夠在糾纏對離開(kāi)光源后切換測量設置。

安東·塞林格

安東·塞林格為奧地利物理學(xué)家，現任職奧地利維也納大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士。

值得一提的是，安東·塞林格也是中科大潘建偉院士的導師。在本次諾貝爾頒獎大會(huì )上，潘建偉團隊的“墨子號”也作為案例成功露臉。

安東·塞林格長(cháng)期從事量子物理和量子信息研究，是國際上量子物理基礎檢驗和量子信息領(lǐng)域的先驅和重要開(kāi)拓者。

他利用完善的工具和一系列的實(shí)驗，開(kāi)始使用糾纏量子態(tài)。除此之外，他的研究小組還演示了一種稱(chēng)為量子隱形傳態(tài)的現象，這種現象使得量子態(tài)可以從一個(gè)粒子遠距離移動(dòng)到另一個(gè)粒子。

除了自身研究以外，安東·塞林格積極推動(dòng)中奧之間的國際學(xué)術(shù)交流與合作。自1983年起，他與中國科學(xué)院以及中國工程院等機構長(cháng)期保持著(zhù)溝通和交流，并與多家單位建立密切合作關(guān)系。作為與“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗衛星的合作成果，北京-維也納兩地的量子保密通信，入選了美國物理學(xué)會(huì )評選的2018年度國際物理學(xué)十大進(jìn)展。

關(guān)于諾貝爾物理學(xué)獎

諾貝爾物理學(xué)獎第一次頒獎是在1901年，截至今年共有221位獲得該獎。其中，還有4位女性科學(xué)家榮獲此殊榮，她們分別是居里夫人、瑪麗亞·格珀特·邁耶、唐娜·斯特里克蘭以及安德烈亞·蓋茲。

從歷屆獲獎?wù)攉@獎原因來(lái)看，其研究領(lǐng)域廣及射線(xiàn)、超導、光譜學(xué)、量子力學(xué)、電荷、核嬗變、磁流體、固體物理學(xué)、微波、激光、集成電路、宇宙膨脹、引力波等。

迄今為止，共有6位華人科學(xué)家獲得過(guò)諾貝爾物理學(xué)獎，他們分別是：

1957年，中國科學(xué)家楊振寧和美籍華裔科學(xué)家李政道，憑借“對所謂的宇稱(chēng)不守恒定律的敏銳地研究，該定律導致了有關(guān)基本粒子的許多重大發(fā)現”獲得諾貝爾物理學(xué)獎；

1976年，美籍華裔物理學(xué)家丁肇中憑借“發(fā)現新的重基本粒子（J粒子）”獲得諾貝爾物理學(xué)獎；

1997年，美籍華裔物理學(xué)家朱棣文憑借“發(fā)展了用激光冷卻和捕獲原子的方法”獲得諾貝爾物理學(xué)獎；

1998年，美籍華裔物理學(xué)家崔琦憑借“發(fā)現了電子在強磁場(chǎng)中的分數量子化的霍爾效應”獲得諾貝爾物理學(xué)獎；

2009年，英籍華裔物理學(xué)家高琨憑借“在光學(xué)通信領(lǐng)域光在纖維中傳輸方面的突破性成就”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

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