現代快報訊(記者 李楠)北京時間 10 月 4 日,法國科學家阿蘭 · 阿斯佩、美國科學家約翰 · 弗朗西斯 · 克勞澤和奧地利科學家安東 · 塞林格被授予 2022 年諾貝爾物理學獎,以表彰他們在量子信息科學研究方面的工作。他們通過一系列實驗,探索糾纏的量子態,揭示了處于糾纏狀態的粒子的潛力,為量子信息科學奠定基礎。
東南大學物理學院教授郭昊現任研究生《高等量子力學》課程主講老師,他表示," 三位科學家先后利用糾纏光子進行開創性實驗,證實了量子現象不遵循貝爾不等式。"
郭昊介紹,三位科學家的研究成果回答了量子力學是否具有非定域性這一基本問題,也為量子信息科學奠定了實驗基礎。量子信息技術主要包括量子計算與量子通信,后兩者均與量子糾纏這一獨特的量子現象密不可分。
" 糾纏光子是指一對或更多處于糾纏態的光子,它們之間的‘關聯’與空間距離無關。以糾纏光子對為例,若通過測量確定其中一個光子的狀態,無論另外一個光子有多遠,其狀態都會瞬時塌縮到相應的量子態。這一現象可廣泛應用于量子態隱形傳輸與量子密鑰分發等量子信息技術領域。" 郭昊解釋。
" 最初,關于量子力學非定域性的討論出于純哲學角度。后來,貝爾基于愛因斯坦等提出的 EPR 對概念以及隱變量理論將這一抽象的哲學思辨具體化為一個物理上可測的不等式,即貝爾不等式。" 郭昊指出,如果能夠證偽貝爾不等式,則說明量子力學具有非定域性。三位科學家通過一系列精彩實驗研究最終回答了這一問題,也為延續數十年的量子力學非定域性之爭劃上句號,而這一成果又為量子信息技術奠定了基礎。
郭昊告訴現代快報記者,在我國,中國科學院院士、中國科學技術大學的潘建偉教授是安東 · 塞林格教授的高足,他在量子保密通信技術方面作出過大量的貢獻;同時我國還有很多活躍的量子信息研究團隊,如清華大學龍桂魯教授,曾與合作者原創性提出了量子安全直接通信這一新型量子通信模式。
(圖片來源 諾貝爾獎官網 編輯 范文靜)