2022年10月04日
2022年诺贝尔物理学奖公布

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瑞典皇家科学院决定将2022年诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·蔡林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献。

阿斯佩、克劳泽和蔡林格使用纠缠量子态进行了开创性实验,证实了研究和控制处于纠缠状态的粒子的潜力。这一试验结果为量子信息相关新技术的发展扫清了障碍。

当前,量子力学逐渐开始得到应用,关于量子计算机、量子网络、量子加密通信的研究越来越得到重视。

推进量子信息技术发展的一个关键影响因素就是,量子力学如何允许两个或多个粒子以纠缠状态存在——因为纠缠对中一个粒子的状态会决定另一个粒子的状态,即使它们相距非常遥远。

长期以来,问题的关键在于,这种相关性是否是因为纠缠对中的粒子包含隐藏变量,从而“指示”它们在实验中的表现。1960年代,约翰·斯图尔特·贝尔提出了贝尔不等式,指的是如果存在隐藏变量,则大量的测量结果之间的相关性永远不会超过某个数值。但量子力学预测某种类型的实验将违反贝尔不等式,从而导致更强的相关性。

克劳泽发展了一个实际的实验,他的测量通过明显违反贝尔不等式支持了量子力学,也就意味着量子力学不能被使用隐藏变量的理论所取代。阿斯佩进一步发展了这一实验,弥补了重要的漏洞。蔡林格则开始使用量子纠缠态,他的研究小组还证明了一种被称为量子隐形传态的现象,它可以将量子态从一个粒子移动到远距离的另一个粒子。

阿斯佩1947年出生于法国,目前为法国巴黎-萨克雷大学和巴黎综合理工大学教授;克劳泽1942年出生于美国,目前就职于他自己在加利福尼亚州创始的一家公司;蔡林格1945年出生于奥地利,目前为奥地利维也纳大学教授。

新闻来源: Nobel Prize. “Press release: The Nobel Prize in Physics 2022”.  
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/press-release/
注:文章内容可能会依据风格和长度进行编辑。


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