2022年诺贝尔物理学奖颁给量子技术,美法奥三国科学家分享奖项,开发实验工具为量子时代奠定基础

  • 麻省理工科技评论
  • 2022-10-05 13:58:55
【2022年诺贝尔物理学奖颁给量子技术,美法奥三国科学家分享奖项,开发实验工具为量子时代奠定基础】

2022年诺贝尔物理学奖公布3位科学家获2022年诺贝尔物理学奖

北京时间10月4日下午5点多,2022年诺贝尔物理学奖评选结果揭晓。今年的奖项授予法国物理学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)、美国理论和实验物理学家约翰·克劳瑟(John Clauser)和奥地利量子论物理学家安东·塞林格(Anton Zeilinger)。

诺奖官方表示,阿兰·阿斯佩、约翰·克劳瑟和安东·塞林格通过开创性的实验,展示了研究和控制纠缠态粒子的潜力。一堆相互纠缠的粒子,哪怕它们相隔很远的距离,无法相互影响,也能决定对方会发生的变化。三位获奖者对相关实验工具的开发,为量子技术的新时代奠定了基础。

据悉,阿斯佩、克劳瑟和塞林格分别利用纠缠的量子态进行了突破性实验,他们的成果为基于量子信息的新技术扫清了道路,让不可思议的量子力学效应找到了实际的应用。并造就了一个庞大的研究领域,包括量子计算机、量子网络 和安全的量子 加密通信。促成这一发展的关键因素之一在于,量子力学允许两个或多个粒子以所谓的纠缠状态存在。发生在纠缠对中的一个粒子上的事情,决定了发生在另一个粒子上的事情。

20世纪60年代,约翰·贝尔提出了以他名字命名的数学不等式。这说明,如果存在隐藏变量,大量测量结果之间的相关性将永远不会超过某个值。然而,量子力学预言,某种类型的实验将违反贝尔不等式,从而导致比其他方式更强的相关性。

克劳瑟发展了约翰·贝尔的想法,并设计了一个实际的实验。使用该实验进行测量时,他通过明确违反贝尔不等式的实验结果,来支持了量子力学。这意味着量子力学不能被一个使用隐藏变量的理论所取代。在克劳瑟的实验之后,仍然存在一些漏洞。阿斯佩发展了这个实验,用它来弥补一个重要的漏洞。他在纠缠对离开其源头后,切换了测量设置,因此当它们被发射时,之前存在的设置不会影响其结果。利用系列实验和巧妙的工具设置,塞林格开始使用纠缠的量子态,其研究小组已经证明了一种叫做量子传送的现象,这使得粒子间的量子态转移成为可能。

诺贝尔物理学 委员会主席安德斯·伊尔巴克(Anders Irbäck)说:“我们可以看到,获奖者在纠缠态方面的工作具有重要意义,甚至超越了有关量子力学解释的基本问题。”

关于为何选择这三位候选人来代表这个发展迅速、众星云集、同时也非常引人关注的领域,诺奖委员会表示他们在筛选的时候,希望可以奖励那些做出最基础贡献的人。值得注意的是,三位教授已经在2010年获得沃尔夫物理学奖。以下,为读者介绍三位得主的具体成就。

戳链接查看详情:2022年诺贝尔物理学奖颁给量子技术,美法奥三国科学家分享奖项,开发实验工具为量子时代奠定基础
2022年诺贝尔物理学奖颁给量子技术,美法奥三国科学家分享奖项,开发实验工具为量子时代奠定基础2022年诺贝尔物理学奖颁给量子技术,美法奥三国科学家分享奖项,开发实验工具为量子时代奠定基础2022年诺贝尔物理学奖颁给量子技术,美法奥三国科学家分享奖项,开发实验工具为量子时代奠定基础