剛剛,2022年諾貝爾物理學獎揭曉!
北京時間10月4日下午5點45分,瑞典皇家科學院宣布将2022年諾貝爾物理學獎授予:法國物理學家Alain Aspect、美國物理學家John F. Clauser、奧地利物理學家Anton Zeilinger。
獲獎理由
2022年諾貝爾物理學獎授予“用糾纏光子進行實驗,确立了對貝爾不等式的不成立,開創量子信息科學”(for experiments with entangled photons, establishing the violation of Bell inequalities and pioneering quantum information science)。
從理論到技術的糾纏态
NOBEL PRIZE
阿蘭·阿斯派特(Alain Aspect), 約翰·克勞瑟(John Clauser)和安東·澤林格(Anton Zeilinger)都用糾纏量子态進行了開創性的實驗。在糾纏量子态中,即使兩個粒子分離,它們也表現得像一個單獨的單元。他們的研究結果為基于量子信息的新技術掃清了道路。
量子力學的不可言喻的影響開始得到應用。現在有一個很大的研究領域,包括量子計算機,量子網絡和安全量子加密通信。
這一發展的一個關鍵因素是量子力學如何允許兩個或多個粒予以所謂的糾纏狀态存在。糾纏對中的一個粒子發生的情況決定了另一個粒子會發生什麼,即使它們相距很遠。
很長一段時間以來,問題在于相關性是否是因為糾纏對中的粒子包含隐藏的變量,這些指令告訴它們在實驗中應該給出哪個結果。在20世紀60年代,約翰·斯圖爾特·貝爾發展了以他的名字命名的數學不等式。這說明,如果存在隐藏變量,則大量測量結果之間的相關性永遠不會超過某個值。然而,量子力學預測,某種類型的實驗将違反貝爾不等式,從而導緻比本來可能更強的相關性。
John Clauser發展了約翰·貝爾的想法,導緻了一個實際的實驗。當他進行測量時,他們通過明顯違反貝爾不等式來支持量子力學。這意味着量子力學不能被使用隐藏變量的理論所取代。
在John Clauser的實驗之後,一些漏洞仍然存在。Alain Aspect開發了這個設置,以一種關閉重要漏洞的方式使用它。他能夠在糾纏對離開其源後切換測量設置,因此當它們發出時存在的設置不會影響結果。
使用改進的工具和一系列的實驗,Anton Zeilinger開始使用糾纏的量子态。除此之外,他的研究小組還展示了一種稱為量子隐形傳态的現象,這使得量子态從一個粒子移動到一個粒子的距離成為可能。
“越來越清楚的是,一種新的量子技術正在出現。我們可以看到,獲獎者對糾纏态的工作非常重要,甚至超出了量子力學解釋的基本問題,“諾貝爾物理學委員會主席Anders Irbäck說。
獲獎人詳細信息
NOBEL PRIZE
阿蘭·阿斯派特(Alain Aspect), 1947年出生于法國阿讓。1983年獲法國奧賽巴黎南大學博士學位。巴黎薩克雷大學和巴黎綜合理工學院教授,法國帕萊索。
約翰·克勞瑟(John F. Clauser), 1942年出生于美國加利福尼亞洲帕薩迪納。1969年獲美國紐約哥倫比亞大學博士學位。研究物理學家,J.F.克勞塞和協會,核桃溪,加利福尼亞洲,美國。。
安東·澤林格(Anton Zeilinger), 1945年出生于奧地利因克雷斯的裡德。1971年畢業于奧地利維也納大學, 博士。奧地利維也納大學教授。獲獎時的工作單位:J.F. Clauser & Assoc., Walnut Creek, CA, USA。