2022年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者：法國物理學(xué)家阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國理論和實驗物理學(xué)家約翰克·勞瑟（John F. Clauser） 和奧地利物理學(xué)家安東·塞林格（Anton Zeilinger）
今年諾貝爾物理學(xué)獎?wù)浇視浴?/p>
瑞典斯德哥爾摩當(dāng)?shù)貢r間10月4日中午11時45分（北京時間17時45分），瑞典皇家科學(xué)院宣布，2022年諾貝爾物理學(xué)獎授予三位量子信息領(lǐng)域的科學(xué)家：法國物理學(xué)家阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）教授、美國理論和實驗物理學(xué)家約翰·克勞瑟（John F. Clauser） 教授、和奧地利物理學(xué)家塞林格（Anton Zeilinger）教授，以表彰他們通過光子糾纏實驗，確定貝爾不等式在量子世界中不成立，并開創(chuàng)了“量子信息科學(xué)”這一領(lǐng)域。
“接到這個電話，實際上我非常驚訝，”三位獲獎?wù)咧坏娜指窠淌谠谛侣劙l(fā)布會上對媒體表示，“這個獎項是對年輕人的鼓勵——如果多年來，沒有100多名與我一起工作的年輕人，這個獎項是不可能實現(xiàn)的。”
他們?nèi)藢⒐蚕?000萬瑞典克朗（約合人民幣642.8萬元）獎金。
值得一提的是，塞林格教授還是中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長潘建偉院士的導(dǎo)師。1996年，潘建偉赴奧地利留學(xué)，獲維也納大學(xué)博士學(xué)位，當(dāng)時塞林格任維也納大學(xué)物理學(xué)教授。2008年全職回國后，基于潘建偉和塞林格教授團(tuán)隊共同推動，最終促成了中科大團(tuán)隊和奧地利科學(xué)院基于“墨子號”衛(wèi)星的洲際量子通信合作研究。
“這是一個遲來的榮譽。”夸密創(chuàng)始人兼CEO張文卓博士對鈦媒體App表示，此次諾獎中，阿斯佩教授的實驗是上世紀(jì)80年代做的，至今已經(jīng)快40年了，這在歷屆諾獎里面算是相當(dāng)長的時間了。他認(rèn)為，如果未來諾獎將頒發(fā)給量子通信（量子密鑰分發(fā)）創(chuàng)始人之后，會對量子信息的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生巨大影響。
量子信息科學(xué)的研究包括量子計算機、量子網(wǎng)絡(luò)和安全的量子加密通信。
目前，量子信息科學(xué)已經(jīng)從理論層面，如今開始得到應(yīng)用，例如專注于通過單個粒子系統(tǒng)的特殊屬性來建造量子計算機、改進(jìn)測量方法，以及構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)和安全的量子加密通信等。
而這一發(fā)展的一個關(guān)鍵因素是量子力學(xué)如何允許兩個或多個粒子以糾纏態(tài)存在。糾纏粒子對中的一個粒子的狀態(tài)，決定了另一個粒子的狀態(tài)，即使這兩個粒子相距很遠(yuǎn)——這就是“量子糾纏”。
在幾十年前，量子力學(xué)卻曾受到包括物理學(xué)泰斗級人物愛因斯坦（Albert Einstein）、薛定諤等多位物理學(xué)家的公開質(zhì)疑，其中就包括了“量子糾纏”。愛因斯坦稱，量子糾纏為“幽靈般的超距作用”。他還有一句名言——“上帝不會擲骰子”，也是在否定量子力學(xué)中的“測不準(zhǔn)原理”，即由于測量的干涉效應(yīng)，粒子的位置與動量不可同時被測定。
量子糾纏示意圖（來源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科學(xué)院）
早在1935年，愛因斯坦、博士后羅森、研究員波多爾斯基聯(lián)合發(fā)表了論文《物理實在的量子力學(xué)描述能否被認(rèn)為是完備的？》，后人稱之為EPR文章，EPR即是三人的名的首字母。這篇文章的論證又被稱為EPR佯謬或愛因斯坦定域?qū)嵲谡摚瑦垡蛩固拐J(rèn)為，一個粒子只在局部擁有其所有特性并決定了任何測量的結(jié)局。
隨后，薛定諤也發(fā)表了幾篇相關(guān)論文，定義了“量子糾纏”這一術(shù)語。但這種行為被愛因斯坦抨擊為違背定域?qū)嵲谡?。他表示，量子力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)表述不具完備性。
1964年，英國物理學(xué)家約翰·貝爾（John Stewart Bell）提出了以他名字命名的數(shù)學(xué)不等式。他提出，如果存在隱藏變量，大量測量結(jié)果之間的相關(guān)性將永遠(yuǎn)不會超過某個值。然而，量子力學(xué)預(yù)言，某種類型的實驗將違反貝爾不等式，從而導(dǎo)致比其他方式更強的相關(guān)性。
獲獎?wù)咧坏募s翰克·勞瑟，發(fā)展了約翰·貝爾的想法，并進(jìn)行了一個實際的量子糾纏實驗：勞瑟使用了鈣原子，在他用特殊的光照射后，鈣原子可以發(fā)射糾纏光子。他在兩側(cè)設(shè)置了一個濾光片來測量光子的偏振。經(jīng)過一系列測量，他能夠證明它們違反了貝爾不等式。這意味著，量子力學(xué)不能被一個使用隱藏變量的理論所取代。
用貝爾不等式進(jìn)行實驗
但勞瑟實驗仍然存在一些漏洞（loophole）。隨后，阿斯佩教授進(jìn)一步完善了這一實驗，他在糾纏粒子離開發(fā)射源后，切換了測量設(shè)置，因此粒子發(fā)射時存在的設(shè)置不會影響到實驗結(jié)果。
通過精密的工具和一系列實驗，塞林格教授開始使用糾纏態(tài)量子。他的研究團(tuán)隊（潘建偉教授是成員之一）還展示了一種被稱為“量子隱形傳態(tài)”的現(xiàn)象，這使得量子在一定距離內(nèi)從一個粒子移動到另一個粒子成為可能。
三位物理學(xué)家長期對于量子力學(xué)的研究工作，最終證明了薛定諤的說法是對的——同時也證明愛因斯坦錯了。
“越來越明顯的是，一種新的量子技術(shù)正在出現(xiàn)。”諾貝爾物理學(xué)委員會主席Anders Irback表示，“我們可以看到，獲獎?wù)咴诩m纏態(tài)方面的工作具有重要意義，甚至超越了有關(guān)量子力學(xué)解釋的基本問題。”
張文卓對鈦媒體App表示，目前物理學(xué)已經(jīng)是一個成熟的學(xué)科，主要包括凝聚態(tài)物理，粒子物理，天體物理，原子分子與光物理四種，而這次量子信息屬于第四種，但此次屬于基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，距離產(chǎn)業(yè)討論還有一定距離。
“目前真正能應(yīng)用的之一是量子密鑰分發(fā)，其他人量子信息方向其實離產(chǎn)業(yè)化還比較遙遠(yuǎn)。比如，量子計算離真正使用還有十萬八千里，而現(xiàn)在只是邁出了非常小的幾步而已。”張文卓表示。
其實這三位大家，在獲得諾貝爾物理學(xué)獎之前，就曾于2010年一起獲得過沃爾夫物理學(xué)獎（Wolf Prize）——被認(rèn)為是諾貝爾物理學(xué)獎之外，物理學(xué)界最重要的獎項之一。2019—2021年連續(xù)三年，美國物理聯(lián)合會旗下科普網(wǎng)站Inside Science就曾預(yù)測這三位物理學(xué)家將獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
因此，三位諾獎得主此番獲獎也是眾望所歸。
其中，阿斯佩教授于1947年出生在法國阿讓，1983年獲巴黎第十一大學(xué)博士學(xué)位，目前是巴黎薩克雷大學(xué)和巴黎綜合理工學(xué)院教授。
勞瑟教授，1942年出生于美國加利福尼亞州，1969年獲得美國哥倫比亞大學(xué)博士學(xué)位。1969年至1996年，他主要在勞倫斯伯克利國家實驗室、勞倫斯利福摩爾國家實驗室和加州大學(xué)伯克利分校工作。
塞林格是奧地利量子論物理學(xué)家。1945年出生于奧地利 ，1971年獲奧地利維也納大學(xué)博士學(xué)位，曾任教于因斯布魯克大學(xué)，目前是奧地利維也納大學(xué)教授。此外，他還是奧地利科學(xué)院量子光學(xué)與量子信息研究所維也納分所主席。
值得一提的是，塞林格教授還是中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長潘建偉院士的博士導(dǎo)師。
1996年，畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系的潘建偉，赴奧地利留學(xué)，獲維也納大學(xué)博士學(xué)位，畢業(yè)后曾任奧地利維也納大學(xué)實驗物理所博士后研究員、高級研究員。2008年，潘建偉全職回國，在他的帶領(lǐng)下，中國先后在遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，被英國《自然》雜志評為2017年度十大科學(xué)人物。
當(dāng)然，有網(wǎng)友還分享了潘建偉和塞林格師生之間的一段小花絮。在1957年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者楊振寧的斡旋下，促成中科大團(tuán)隊和奧地利科學(xué)院基于“墨子號”衛(wèi)星的洲際量子通信合作研究，成果入選美國物理學(xué)會評選的2018年度國際物理學(xué)十大進(jìn)展。
潘建偉在10月4日的一場線上直播中表示，他對于本次諾獎感到非常高興和開心。三位早在2010年獲得沃爾夫物理學(xué)獎的時候，這個領(lǐng)域還處于實驗室階段，很難從實驗室走出去。如今獲得諾獎，一方面很高興，一方面對他們來說也是一個遲到的榮譽。
“在這個過程中，我們感到非常驕傲。比如今天講的時候，我導(dǎo)師做的前面的一些奠基性實驗，包括量子隱形傳態(tài)、量子糾纏互化等，我自己也是主要貢獻(xiàn)者之一，后面也提到了很多我們中國科學(xué)家的工作，推動的整個領(lǐng)域發(fā)展，所以我也感覺非常開心，非常自豪。”他表示。
潘建偉接受媒體采訪時稱，這次主要是肯定我們這個領(lǐng)域的幾位前輩在量子力學(xué)被定性方面的研究，和他們間接、直接地推動了量子信息科學(xué)的發(fā)展。
此前，諾貝爾物理學(xué)獎已頒發(fā)過115次，其中47次為單獨獲獎，32次為2人共享，36次為3人共享。
但第一次世界大戰(zhàn)（1914-1918）和第二次世界大戰(zhàn)（1939-1945）期間，在1916年、1931年、1934年、1940年、1941年、1942年等六年里，沒有頒發(fā)諾貝爾物理學(xué)獎。
從1901年到2021年，共219人次獲獎，實際獲獎個人為218人，因為美國物理學(xué)家John Bardeen于1956年和1972年兩次獲獎。
往屆諾貝爾物理學(xué)獎得主中，有4位女性。分別是1903年的居里夫人（居里夫人另外還獲得1911年的化學(xué)獎）、1963年的Maria Goeppert-Mayer、2018年的Donna Strickland，以及2020年的Andrea Ghez。
此外，因為“對理論物理的貢獻(xiàn)，特別是發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的原理”，著名物理學(xué)家愛因斯坦榮獲1921年度的諾貝爾物理學(xué)獎（1922年頒發(fā)）。
近五年（2016年-2021年）的諾貝爾物理學(xué)獎，大部分與天文物理和激光物理有關(guān)。其中在2021年，因?qū)斫鈴?fù)雜物理系統(tǒng)做出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，日裔美籍科學(xué)家真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和德國科學(xué)家克勞斯·哈塞爾曼Klaus Hasselmann），與意大利科學(xué)家喬治·帕里西（ Giorgio Parisi），三位獲得了2021年諾貝爾物理學(xué)獎。（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）
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搞不懂量子。既然2個或幾個量子糾纏正常。那，男女2人~3人或幾人糾纏，就會自然出現(xiàn)。
搞不懂量子。既然2個或幾個量子糾纏正常。那，男女2人~3人或幾人糾纏，就會自然出現(xiàn)。
把量子看著是一男一女的夫妻關(guān)系，婚后雙方誰都無法保證另一方不出軌，所以就多了幾種狀態(tài)，而多多出狀態(tài)電既合理又不合理，取決于當(dāng)事方和第三方的認(rèn)知
其實最直接還是證明波爾的哥本哈根解釋是對的
三位物理學(xué)家長期對于量子信息的研究工作，最終證明了薛定諤的說法是對的——同時也證明愛因斯坦錯了
愛因斯坦也不是神，人們都會犯錯
反正非常厲害就對了
潘建偉潘建偉潘建偉潘建偉潘建偉潘建偉
潘建偉潘建偉潘建偉！也真會曾熱度！
我們不參與諾貝爾排名！