诺贝尔物理学奖授予量子力学：获奖者证明爱因

“我1990年代到阿斯佩的实验室参观时遇到了他，他是个做学问很认真的人，他当时自己说，他的实验仍有漏洞，但这并不影响实验的结论。”郭光灿说。

这些开创性实验的重要意义，不仅重新确认了量子力学纠缠态存在的基础理论，而且开启了第二次量子革命——量子通信技术诞生。

什么是量子隐形传态？

克劳泽是世界上第一个对贝尔不等式验证的科学家，他今年已经80岁了。1972 年，正在加州大学伯克利分校任职的他就与博士生斯图尔特完成了世界上首次对违反贝尔不等式的实验观察。在哥大读书期间，克劳泽的量子力学课还曾连续两次获得C, 又被迫重修了两次。

“他们三位获奖是实至名归。”图灵量子创始人、上海交大集成量子信息技术研究中心主任金贤敏对《中国新闻周刊》说。他解释，阿斯佩等三人是量子信息领域公认的开创者和先驱，这些实验结束了爱因斯坦和旧量子论奠基人、丹麦物理学家尼尔斯·玻尔持续近百年的争论。

现在，中国在量子通信技术上已经处于全球前列。2009年，潘建伟团队与清华大学合作，在北京八达岭与河北怀来之间实现了16公里的量子态隐形传态，相当于此前世界纪录27倍。2015年，潘建伟团队进一步实现了单光子多自由度的量子隐形传态，首次证明了一个粒子的所有性质在原理上都是可以被传输的，即完整意义上的量子隐形传态。今年5月，潘建伟团队利用“墨子号”首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输，向构建全球化量子信息处理和量子通信网络又迈出了重要一步。

2022诺贝尔物理学奖获得者：阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽和安东·塞林格

简单来说，就是《星际迷航》中的超时空传输，即点对点的远距离“传送”，量子隐形传态就是利用纠缠态传输量子信息。但值得注意的是，在这个过程中，传输的是两个纠缠粒子的状态，比如自旋状态，而非粒子本身，比如把粒子Ａ的未知量子态传输给远处的另一个粒子Ｂ，让Ｂ粒子的状态变成Ａ粒子最初的状态。

《星际迷航》中的“超时空传输”

潘建伟10月4日接受《知识分子》采访时对塞林格的工作进行了总结：“他的工作直接推动了量子信息领域的发展，相当于起到了从量子基础到量子信息领域的桥梁作用。”金贤敏指出，这种“量子态级别的高精度大规模操纵”，推动了以量子计算、量子通信、量子精密测量和量子成像为代表的一系列新技术的崛起。

后来事实表明，阿斯佩、克劳泽和塞林格都通过实验验证了违反贝尔不等式的情况，因此，三人早在2010年就共同获得了世界物理学界最高成就奖之一的沃尔夫奖，获奖理由是“他们对量子物理学基本概念和实验的贡献，特别是对贝尔不等式一系列日益复杂的测试或使用纠缠量子态对其扩展。”

郭光灿表示，量子通信“最大的好处”是可以把量子节点联结在一起，共同构成一个量子网络，可以和量子计算融合在一起，这将是未来“有很大发展的一个方向”，但在当下，我们仍处在对节点的研究过程中，而在应用层面，最有前景的则是量子计算机。潘建伟说，在五年内，有信心能建造出“一些专用的量子模拟机来推动整个领域的发展”，而 10~15年后通用的量子计算会取得长足进展。

目前，量子通信是唯一被证明无条件安全的通讯方式；量子计算则有着远超传统计算机的超快的并行计算能力。

诺贝尔物理学委员会指出，他们的工作“为量子技术的新时代奠定了基础”。委员会成员伊娃·奥尔森说，量子信息科学在安全信息传输和量子计算等领域具有广泛的影响，是一个“充满活力且发展迅速”的领域。

2022年诺贝尔物理学奖的公布现场，潘建伟团队的“墨子号”也公开“亮相”，出现在介绍获奖者成果的案例展示中。2016年8月16日，中国发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，于2017年1月18日正式开展科学实验，构建“墨子号”的基础科学原理，就是塞林格团队1997 年首次完成的量子隐形传态实验。“这可能是颁奖给塞林格的重要理由之一。”郭光灿解释道。

北京时间10月4日17时45分，诺贝尔奖委员会公布了2022年物理学奖获得者：阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽和安东·塞林格，以表彰他们在“纠缠光子实验、确立对贝尔不等式的违反和开创性的量子信息科学”方面的成就。

郭光灿认为，这项工作的重要意义，在于首次实现了对粒子的“操纵”，而这是量子通信的基础性工作。诺贝尔物理学委员会在颁奖时也说：“能够操纵和管理量子态及其所有属性层，使我们能够获得有着意想不到潜力的工具。”

文章来源：《应用力学学报》 网址: http://www.yylxxb.cn/zonghexinwen/2022/1017/941.html