驗證違反貝爾不等式 開創量子信息科學

10月4日,在2022年諾貝爾物理學獎公佈現場,屏幕上顯示獎項得主阿蘭·阿斯佩(左)、約翰·克勞澤(中)和安東·蔡林格的照片。 新華社發

新華社電 瑞典皇家科學院4日宣佈,將2022年諾貝爾物理學獎授予法國科學家阿蘭·阿斯佩、美國科學家約翰·克勞澤和奧地利科學家安東·蔡林格,以表彰他們在“糾纏光子實驗、驗證違反貝爾不等式和開創量子信息科學”方面所做出的貢獻。

瑞典皇家科學院在當天發表的新聞公報中說,三位獲獎者在量子糾纏實驗方面都有重要貢獻。量子糾纏是指,在量子力學中處於糾纏態的兩個或多個粒子,即便分開很遠距離,有些狀態也會表現得像是一個整體。他們的實驗結果“爲基於量子信息的新技術掃清了道路”,目前在量子計算、量子網絡和量子保密通信方面已有大量相關研究。

公報說,在量子力學的發展歷程上有一個著名的貝爾不等式,如果它始終成立,那麼量子力學可能被其他理論替代。爲此,許多量子科學家一直在尋找違反貝爾不等式的驗證,克勞澤提出了一個利用處於糾纏態的光子的實驗,其結果可以違反貝爾不等式,阿斯佩進一步填補了克勞澤實驗中的重要漏洞。蔡林格進行了更多實驗,並且其團隊還利用量子糾纏展示了量子隱形傳態,即有關量子態的傳輸。

諾貝爾物理學獎評委託爾斯·漢斯·漢森在現場解讀獲獎成果時展示了一張含有中國量子衛星的圖片,其上顯示了中國和歐洲之間的洲際量子通信實驗。他告訴新華社記者,中國在量子衛星和量子通信研究方面走在世界前列,“中國量子通信衛星圖彰顯了物理學的國際合作,也體現了中國在這一研究領域的貢獻”。

阿斯佩1947年出生於法國,目前爲法國巴黎-薩克雷大學和巴黎綜合理工大學教授;克勞澤1942年出生於美國,目前就職於他自己在加利福尼亞州創始的一家公司;蔡林格1945年出生於奧地利,目前爲奧地利維也納大學教授。

三名科學家將平分1000萬瑞典克朗(約合90萬美元)獎金。

鏈接

近五年物理學獎得主名單

●2021年 因對理解複雜物理系統做出了開創性貢獻,日裔美籍科學家真鍋淑郎和德國科學家克勞斯·哈塞爾曼,與意大利科學家喬治·帕裡西分享了2021年諾貝爾物理學獎。

●2020年 英國科學家羅傑·彭羅斯因證明黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果,德國科學家賴因哈德·根策爾和美國科學家安德烈婭·蓋茲因在銀河系中央發現超大質量天體,他們分享了2020年諾貝爾物理學獎。

●2019年 因在理解宇宙演化和地球在宇宙中位置的貢獻,美國科學家詹姆斯·皮布爾斯與來自瑞士的科學家米歇爾·馬約爾、迪迪埃·奎洛茲被授予2019年諾貝爾物理學獎。

●2018年 因在激光物理學領域的突破性發明,發明光鑷的美國貝爾實驗室科學家阿瑟·阿什金,與發明啁啾脈衝放大技術(CPA)的法國巴黎綜合理工學院科學家熱拉爾·穆魯和加拿大滑鐵盧大學科學家唐娜·斯特里克蘭被授予2018年諾貝爾物理學獎。

●2017年 因對LIGO探測器(激光干涉引力波天文臺)和引力波探測的決定性貢獻,美國科學家雷納·韋斯、巴里·巴里什和基普·索恩被授予2017年諾貝爾物理學獎。