量子糾纏的新高度|2022諾貝爾物理學獎公布

世界科學 發佈 2022-10-05T22:28:46.400173+00:00

北京時間2022年10月4日17時45分,2022年諾貝爾物理學獎公布。分別來自法國、美國和奧地利的量子物理學家阿蘭·阿斯佩(Alain Aspect)、約翰·克勞瑟(John F. Clauser)、安東·塞林格(Anton Zeilinger)斬獲殊榮。

北京時間2022年10月4日17時45分,2022年諾貝爾物理學獎公布。分別來自法國、美國和奧地利的量子物理學家阿蘭·阿斯佩(Alain Aspect)、約翰·克勞瑟(John F. Clauser)、安東·塞林格(Anton Zeilinger)斬獲殊榮。

獲獎理由:

表彰他們「用糾纏光子進行實驗,證明貝爾不等式不成立,開創量子信息科學」。

從左至右分別為阿斯佩、克勞瑟和塞林格

2018年,歐洲媒體SPIEGEL採訪安東·塞林格,參觀他的實驗室,並與其團隊成員進行交流,最後寫下近千字的報導。

通過文章,我們能了解塞林格教授對量子通信領域的卓越貢獻,並被他的那份科研熱情感染。

安東·塞林格

自稱「現代技術狂熱用戶」的安東·塞林格走進辦公室,胳膊夾著架小型摺疊自行車,車上裝了馬達,取下頭盔後的笑顏精神矍鑠,頭髮鬍鬚一片白花花。

這位七十多歲的奧地利量子物理學家是奧地利科學院院長,也在維也納大學、麻省理工學院、因斯布魯克大學等高校任教職。

值得一提的是,他曾經的學生潘建偉正是在因斯布魯克大學讀研期間開始構想「墨子號」,並與老師一同提出了開創性的量子傳輸方案,最終於二十年後帶隊研製出全球第一顆量子衛星。

塞林格對量子技術有著強迫症式的狂熱。過去幾十年間,他專注於量子計算機、量子密碼學和量子隱形傳態,試圖觸摸甚至掌控粒子間那「幽靈般的超距作用」,即量子糾纏。

在他看來,這類愛因斯坦口中的幽靈作用雖曾飽受質疑,卻終將構成未來技術的基礎。那時數據將不再通過傳統方式(例如無線電)在設備間輸送,而是基於量子糾纏,以量子態傳遞,鬼魅如幽靈,安全防竊聽。

1997年,塞林格的團隊首次實現了量子隱形傳輸。2007年,以塞林格為首的國際小組創下144公里的當時最遠量子通信距離紀錄。到2017年,潘建偉主導研發的「墨子號」衛星將量子隱形傳輸的極限推至1200公里。

奧地利科學院的量子光學與量子信息研究所(IQOQI)由塞林格領導,是全球量子研究的殿堂之一,不過根據胸懷大志的量子物理女青年的克勞迪婭·海德勒(Claudia Heindler)的說法,「那裡比太空更冷」。

因為IQOQI的實驗室所研究的並非光子,而是原子——由大約一百萬個原子組成的量子氣體在只比絕對零度(-273攝氏度)高一丟丟的環境下產生。

塞林格曾回憶他初見量子物理時的心境:那時他還是個學生,邂逅了幾乎無法以常識理解的量子物理,「一下子便著了迷」,然後狂熱到不顧所有講座,一心撲在手頭的量子相關文獻上。

塞林格將當前量子技術的應用情況與50年前的第一塊微晶片作了類比:「當時沒人對iPhone有一丁點概念。」

因斯布魯克大學的研究人員科尼利厄斯·亨佩爾(Cornelius Hempel)表示:「即使是最強的超級計算機也難以模擬除最簡單化學外的任何東西,而模擬自然的量子計算機提供了一種理解物質的全新方法。」它可能會對醫學產生前所未見的影響,也可能令材料科學發生變革。

資料來源:

Physicist Anton Zeilinger: Visiting "Mr. Beam"

The Nobel Prize in Physics 2022

END

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