量子纠缠的新高度|2022诺贝尔物理学奖公布

2022年10月05日00:45:19 科学 1415
量子纠缠的新高度|2022诺贝尔物理学奖公布 - 天天要闻

北京时间2022年10月4日17时45分,2022年诺贝尔物理学奖公布。分别来自法国、美国和奥地利的量子物理学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)、约翰·克劳瑟(John F. Clauser)安东·塞林格(Anton Zeilinger)斩获殊荣。

获奖理由:

表彰他们“用纠缠光子进行实验,证明贝尔不等式不成立,开创量子信息科学”。

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从左至右分别为阿斯佩、克劳瑟和塞林格

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2018年,欧洲媒体SPIEGEL采访安东·塞林格,参观他的实验室,并与其团队成员进行交流,最后写下近千字的报道。

通过文章,我们能了解塞林格教授对量子通信领域的卓越贡献,并被他的那份科研热情感染。

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安东·塞林格

自称“现代技术狂热用户”的安东·塞林格走进办公室,胳膊夹着架小型折叠自行车,车上装了马达,取下头盔后的笑颜精神矍铄,头发胡须一片白花花。

这位七十多岁的奥地利量子物理学家是奥地利科学院院长,也在维也纳大学麻省理工学院因斯布鲁克大学等高校任教职。

值得一提的是,他曾经的学生潘建伟正是在因斯布鲁克大学读研期间开始构想“墨子号”,并与老师一同提出了开创性的量子传输方案,最终于二十年后带队研制出全球第一颗量子卫星。

塞林格对量子技术有着强迫症式的狂热。过去几十年间,他专注于量子计算机、量子密码学和量子隐形传态,试图触摸甚至掌控粒子间那“幽灵般的超距作用”,即量子纠缠。

在他看来,这类爱因斯坦口中的幽灵作用虽曾饱受质疑,却终将构成未来技术的基础。那时数据将不再通过传统方式(例如无线电)在设备间输送,而是基于量子纠缠,以量子态传递,鬼魅如幽灵,安全防窃听。

1997年,塞林格的团队首次实现了量子隐形传输。2007年,以塞林格为首的国际小组创下144公里的当时最远量子通信距离纪录。到2017年,潘建伟主导研发的“墨子号”卫星将量子隐形传输的极限推至1200公里。

奥地利科学院的量子光学与量子信息研究所(IQOQI)由塞林格领导,是全球量子研究的殿堂之一,不过根据胸怀大志的量子物理女青年的克劳迪娅·海德勒(Claudia Heindler)的说法,“那里比太空更冷”。

因为IQOQI的实验室所研究的并非光子,而是原子——由大约一百万个原子组成的量子气体在只比绝对零度(-273摄氏度)高一丢丢的环境下产生。

塞林格曾回忆他初见量子物理时的心境:那时他还是个学生,邂逅了几乎无法以常识理解的量子物理,“一下子便着了迷”,然后狂热到不顾所有讲座,一心扑在手头的量子相关文献上。

塞林格将当前量子技术的应用情况与50年前的第一块微芯片作了类比:“当时没人对iPhone有一丁点概念。”

因斯布鲁克大学的研究人员科尼利厄斯·亨佩尔(Cornelius Hempel)表示:“即使是最强的超级计算机也难以模拟除最简单化学外的任何东西,而模拟自然的量子计算机提供了一种理解物质的全新方法。”它可能会对医学产生前所未见的影响,也可能令材料科学发生变革。

资料来源:

Physicist Anton Zeilinger: Visiting "Mr. Beam"

The Nobel Prize in Physics 2022

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