2022年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎獎給了三位量子信息科學(xué)的先驅(qū)阿蘭·阿斯佩（Alain），約翰·克勞澤（JohnF.）和安東·蔡林格（Anton）。適逢機(jī)會，2022年12月29日，在抖音知識，網(wǎng)易財(cái)經(jīng)智庫和C位觀察欄目聯(lián)合組織下，作者周思益和中國科大學(xué)教授、中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院潘建偉院士以及2022年諾貝爾獎得主蔡林格院士做了一期采訪節(jié)目。這個(gè)節(jié)目屬于抖音承辦的#（硬核知識局）活動。以下是采訪實(shí)錄。
■嘉賓簡介
蔡林格院士：英國量子化學(xué)學(xué)家，諾貝爾獎得主，維也納學(xué)院化學(xué)學(xué)榮譽(yù)院士，英國科大學(xué)量子光學(xué)和量子信息研究所資深科學(xué)家和研究員，德國科大學(xué)院子長。他的研究大多涉及量子熱學(xué)基礎(chǔ)以及量子糾纏的應(yīng)用。2007年，蔡林格院士在紐約被授予了第一個(gè)艾薩克牛頓獎狀，得獎理由是他對量子化學(xué)學(xué)的基礎(chǔ)，開創(chuàng)性的概念以及實(shí)驗(yàn)的貢獻(xiàn)，早已成為量子信息領(lǐng)域快速發(fā)展的基石。2022年10月，他和阿蘭·阿斯佩和約翰·克勞澤共同獲得了諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。她們出眾的工作包括對糾纏光子的實(shí)驗(yàn)確立了貝爾不方程的違背和開創(chuàng)量子信息科學(xué)。
潘建偉院士：1987年開始在中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院近代化學(xué)系學(xué)習(xí)，1992年?？平Y(jié)業(yè)，1995年獲得碩士學(xué)位。1996年，去南非因斯布魯克學(xué)院，在蔡林格院士的研究團(tuán)隊(duì)工作，1999年獲得博士學(xué)位。2001年潘建偉回到交大，構(gòu)建量子化學(xué)和信息實(shí)驗(yàn)室。2016年，潘建偉教授團(tuán)隊(duì)研制的“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射，施行世界首例衛(wèi)星與地面之間的量子通訊。2017年，潘建偉教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)建造了世界上第一個(gè)長距離光纖量子保密通訊骨干網(wǎng)“京滬干線”。結(jié)合墨子號量子衛(wèi)星和滬寧干線，潘建偉教授團(tuán)隊(duì)和蔡林格院士團(tuán)隊(duì)第一次合作實(shí)現(xiàn)了洲際量子秘鑰分發(fā)。2020年，潘建偉教授團(tuán)隊(duì)建造了76光子量子計(jì)算機(jī)“九章”。它處理高斯玻骰子取樣問題比當(dāng)時(shí)世界上最快的超級計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬億倍，實(shí)現(xiàn)了量子估算的里程碑。
周思益：首先我想討教二位的一個(gè)問題是，為何大家選擇了糾纏的光子作為研究對象而不是糾纏的電子，是由于糾纏的光子比電子好得多嗎？
蔡林格：不是的。我想我不會說糾纏光子要好得多。在通常情況下，糾纏在一起的一切都很有趣。雖然是非糾纏態(tài)，量子化學(xué)學(xué)也可能特別有趣。我最早是研究非糾纏系統(tǒng)的，例如說中子【1】。五六年前，我轉(zhuǎn)向了糾纏系統(tǒng)。由于中子是不能糾纏的，雖然是世界上最好的反應(yīng)堆，也不能形成足夠的中子。所以我轉(zhuǎn)向了糾纏光子，它們更容易處理，你可以更容易地進(jìn)行操作。光子比電子或是糾纏原子多，并且在通訊方面也是有益處的。其實(shí)建偉可以解釋一下。
潘建偉：我完全同意安東說的話，很難說糾纏光子比糾纏電子好。其實(shí)，糾纏光子也有一些優(yōu)勢，非常是在量子通訊方面，由于光子是最好的信息載體。光子能以光速傳播，但是與環(huán)境的互相作用微不足道。所以這是一個(gè)挺好的選擇，可以進(jìn)行長途通訊，同時(shí)因?yàn)榭梢院鲆暛h(huán)境的互相作用，我們可以很容易得到多光子糾纏。其實(shí)我們前面會提到這個(gè)。在安東的先驅(qū)性工作以后，如今我們要進(jìn)一步進(jìn)行250個(gè)光子的操縱。這可能是我說為何糾纏光子比糾纏電子更好的其中一方面的誘因。
九章二號144模式干涉儀（部份）實(shí)驗(yàn)相片
周思益：安東你剛開始說了你最早研究了非糾纏的中子，這么為何中子不能有糾纏呢？
蔡林格：中子只能在中子的性質(zhì)之間有糾纏，例如說動量和極化，等等。這種性質(zhì)必須是在同一個(gè)位置上。你不可能有兩個(gè)在很遠(yuǎn)的距離上仍有糾纏的中子。我意思是說在原子核內(nèi)部你可以有兩個(gè)糾纏的中子。我想可能是在氦原子的內(nèi)部有糾纏的中子。但問題是你得把它們隔得很遠(yuǎn)。我們工作的基礎(chǔ)，貝爾定律，只適用于可以分離的系統(tǒng)。
周思益：這么你是如何在實(shí)驗(yàn)上打算一堆糾纏的光子呢？
蔡林格：在克勞澤和阿斯佩的實(shí)驗(yàn)中，她們在原子技術(shù)級聯(lián)中使用了光子。好的，我把它糾纏上去了，但問題是你沒有辦法得到真正的高度糾纏。你沒辦法讓光子有良好的定向。我們使用了自發(fā)熱阻下轉(zhuǎn)換方式來制備光子【2】。只須要將激光射入一種特殊的晶體中，假如你做得對，有些會糾纏在一起，但一般不會。這就是這個(gè)下轉(zhuǎn)換的方式。這個(gè)下轉(zhuǎn)換是許久曾經(jīng)伯納姆和溫伯格發(fā)覺的。第一個(gè)光學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)是由Alley和Shih完成的，但是在80年代初期在美國的一個(gè)大會上公布【3】。我們立刻意識到了這才是正確的方向。于是在建偉來之前不久，我們開始研發(fā)一種新的源，主要活動由PaulKwiat完成。
自發(fā)熱阻下轉(zhuǎn)換的原理示意圖：一束激光射入非線性晶體以后會形成垂直偏振光的光子和平行偏振光的光子。這兩個(gè)光子是相互糾纏的。
周思益：由于去年的諾貝爾獎頒給了貝爾不方程的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，那你一般是如何對非專業(yè)人士解釋貝爾不方程的？
蔡林格：如同它們在諾貝爾獎頒獎禮上解釋的那樣，你可以有兩張紙。你在一張紙上寫了1，另一張紙上寫了0。糾纏的關(guān)鍵在于，在你看它們之前，它們不一定是0和1。在你看了以后，才發(fā)覺一張紙上寫了1，另一張紙上寫了0。貝爾不方程說的是，你應(yīng)當(dāng)做這樣一個(gè)雙態(tài)系統(tǒng)，二者之間的某種關(guān)聯(lián)難以用系統(tǒng)來解釋。兩個(gè)系統(tǒng)之間沒有發(fā)生頓時(shí)交互擁有各自的特點(diǎn)，自然界中沒有任何東西可以定義，在任何地點(diǎn)具體會發(fā)生哪些，然而它們卻息息相關(guān)。
周思益：如今我們結(jié)束第一部份內(nèi)容，接出來我們來討論網(wǎng)上的熱議話題。人的意識究竟是精典化學(xué)支配的還是量子化學(xué)支配的呢？意識會不會對雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成影響？
潘建偉：我覺得意識不太可能只涉及精典熱學(xué)。量子熱學(xué)一定在腦部中發(fā)揮作用。否則，這個(gè)世界會很無趣：所有的東西都可以被復(fù)制。我可以復(fù)制兩位安東蔡林格院士，這樣我就不曉得哪位是我的導(dǎo)師了，這樣我們還會碰到一些問題了。并且量子熱學(xué)可以制止你做最精確的復(fù)制，雖然是單個(gè)粒子的未知狀態(tài)也復(fù)制不下來。所以我相信量子熱學(xué)一定在某種程度上與我們的腦部機(jī)制有關(guān)。
蔡林格：也有可能量子力學(xué)是不夠的。我和丹尼爾·格林伯格有很深的交情。他是這個(gè)領(lǐng)域的先驅(qū)之一。他以前寫道，我確信有三天，量子熱學(xué)將被更深層次的理論代替，這個(gè)更深層次的理論甚至?xí)痊F(xiàn)今的量子化學(xué)更奇怪。我們之后會更了解腦部工作的機(jī)制。量子化學(xué)在腦部中起作用嗎？這個(gè)問題十分重要。假如你可以回答完全正確，或則完全不對，對于任何一個(gè)回答來說，假如你可以證明的話，你一定就可以得到一趟去斯德哥爾摩拿諾貝爾獎的旅行了。
周思益：另外一個(gè)網(wǎng)上熱議的話題是，在日常生活中，有好多產(chǎn)品聲稱自己是量子科技，例如說量子能量倉、量子美容儀，等等。有沒有真正的和量子有關(guān)的處于實(shí)際應(yīng)用階段的產(chǎn)品呢？
蔡林格：你提及的產(chǎn)品跟量子化學(xué)沒有關(guān)系。這個(gè)詞的濫用跟能量這個(gè)詞的濫用是一樣的。好多人說某種抗生素上面富含能量哪些的，這種都是無稽之談。其實(shí)建偉曉得更多的內(nèi)容。
潘建偉：我們有兩種產(chǎn)品，一種是跟量子熱學(xué)相關(guān)的產(chǎn)品，例如說我們的手機(jī)、相機(jī)、內(nèi)存，還有電瓶等等，這種都是量子熱學(xué)相關(guān)的產(chǎn)品。另一種是第二次量子革命相關(guān)的產(chǎn)品，例如說導(dǎo)航和激光，也許可以在因特網(wǎng)上有用，還可以探求基于量子疊加和量子糾纏的保密通訊等等。去年諾貝爾獎的背景介紹中提及了貝爾不方程違背的構(gòu)建，這直接關(guān)系到量子秘鑰分發(fā)的安全性。這些場景早已找到了一些初步的應(yīng)用。很快還會有更實(shí)際的應(yīng)用。另一方面，近來人們也在使用量子技術(shù)進(jìn)列寬精度檢測，可以用于導(dǎo)航。其實(shí)在未來的引力波檢測中找到好多其他的應(yīng)用。
周思益：我想討教一下潘建偉教授，你在因斯布魯克學(xué)院讀書的時(shí)侯量子物理糾纏理論，你覺得蔡林格院士是哪些樣的人？他對你影響最大的是哪些事情？
潘建偉：雖然10月4號獲知安東獲得諾貝爾獎的信息然后，我試著給安東打電話，并且他的電話仍然忙音。幾分鐘以后我們再給他打電話，他的電話一直忙音，由于我們總算曉得了，我是說我們看電視，他正在接受專訪。我的第一覺得是安東對所有的中學(xué)生都很友好，非常是對來自美國的學(xué)生。你可以看見好多來自南京、上海、南京、西安、長沙，甚至在日本的人。她們都是中國人，受過安東多年的教育和指導(dǎo)。
我仍然可以深情地記得，當(dāng)我的父親和我一起在1998年的因斯布魯克學(xué)院的時(shí)侯，安東約請我們到他的家里去，那時(shí)侯安東還很年青，他的胡須全是黑的，如今它們早已變白了。他約請我們?nèi)ニ疫^新年節(jié)。20年以后，我的父親、我的孩子還有我的母親量子物理糾纏理論，我們又有機(jī)會去拜訪安東在因斯布魯克的家人。
安東對于我來說不僅僅是一個(gè)導(dǎo)師，并且還像母親一樣，讓我們成為一生的摯友。我一直記得，安東的廚藝挺好，每年感恩節(jié)他就會約請我們。他會約請他所有的中學(xué)生到他維也納的家里。他會做一個(gè)特別大的火雞給所有的中學(xué)生吃。在我心里，安東是一個(gè)挺好的面點(diǎn)師。我們十分榮幸能嘗嘗到真正的美味，還有野牛肉。這正是我想提的。
安東對中國也很友好，他是中國科大學(xué)的外籍教授。他對發(fā)展中國家都挺好，所以他是第三世界科大學(xué)的委員會成員。大家可以見到這種慶賀安東的人，10年前被約請去維也納。那時(shí)侯她們還很年青，如今她們在中國早已是真正的大人物了。所以昨晚中國能有這樣的研究，很大程度上也是因?yàn)榘矕|的指導(dǎo)和貢獻(xiàn)。我們十分感激，在他的引導(dǎo)下，你可以常常見到安東和我們在一起。
2016年，安東視察金昌衛(wèi)星發(fā)射中心。同年，中科大給安東授予了愛因斯坦講席院士，等等。我們展示了洲際量子加密通訊實(shí)現(xiàn)的視頻大會。2019年以來，我們許久沒有當(dāng)面見過了。明天我們很高興能在線上碰面。我們希望今年我們能否再度看見安東。所有那些都與科學(xué)無關(guān)。
你問我從安東身念書到的主要經(jīng)驗(yàn)是哪些。我想提一件很重要的事情。安東是個(gè)好媽媽。我記得1997年的一個(gè)夜晚，我在辦公室工作到十點(diǎn)半，安東經(jīng)過我的辦公室，他很高興我還在工作。我說我的老總，我辛辛苦苦為你工作。安東聽了十分不高興。他對我說：不，你不是為我工作，你是為你自己工作。我仍然告訴我中國的所有中學(xué)生，你是為你自己工作，不是為了你的老總，不是為了你的上司。你要永遠(yuǎn)記住。
他總是給我推薦一些學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，每位禮拜就會寄給我一些論文讓我讀。在2000年，他告訴我，純化是一個(gè)很重要的事情。我們應(yīng)當(dāng)做實(shí)驗(yàn)。之后我真的花了一整年去讀相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，一年以后，我對怎樣進(jìn)行純化的實(shí)驗(yàn)有了更好的看法。另外他總是告訴我，假如你希望確定墨子號衛(wèi)星的成功，你必須確保打算充分，你付出的打算應(yīng)當(dāng)是實(shí)際須要的十倍。你曉得，后來墨子號衛(wèi)星發(fā)射以后，我們遇見了一些問題，假如我們忘掉了這堂課，這么我們都會失敗。這就是我從安東身念書到的東西。
蔡林格：特別謝謝你，建偉，還有這兒的所有人，感謝大家的祝愿。雖然那些圖片喚起了我的追憶，你可以把它們發(fā)給我嗎？我可以在之后的講演中展示給我的中學(xué)生和朋友看。我真的很喜歡跟你們聯(lián)系。我真的十分希望我們能在中國或則維也納再度相見?，F(xiàn)今最重要的事情是我們都保持健康。你昨天說我老了，胡須都變白了。好吧，總有三天你也會弄成這樣的。
潘建偉：我還想提一下另一個(gè)主題，由于我有點(diǎn)過分激動了。安東是一個(gè)挺好的導(dǎo)師，他十分尊重中學(xué)生的選擇。由于你曉得我來因斯布魯克學(xué)院的時(shí)侯，我是一個(gè)理論化學(xué)學(xué)家，我對實(shí)驗(yàn)一無所知。于是我找到了安東，他真的把我?guī)У搅舜髮Ｉ膶?shí)驗(yàn)室。于是我開始使用光學(xué)干涉儀了。我那時(shí)侯對這種實(shí)驗(yàn)一無所知。他十分尊重我的選擇，尊重中學(xué)生的選擇。在中國，趙博，就是剛剛向你慶賀的人，他近來在超冷量子物理領(lǐng)域取得了一些不錯的成績，有了在《自然》和《科學(xué)》上發(fā)表的論文。他博士后期間是和Peter一起做理論的?；厝ヒ院?，他加入我們。他說他想做一些實(shí)用的數(shù)學(xué)研究。我就讓他試試，如今他成功了。這就是我在你身念書到的東西。
蔡林格：當(dāng)我說你不是在為你的老總工作，而是為了你自己而工作，我的意思并不是讓你虛偽，而是說你應(yīng)當(dāng)享受你正在做的工作。有時(shí)侯你得無視你的老總說的話。假如你足夠努力，這么你會學(xué)到好多的東西，比你的老總更了解你的工作。這就是教育的目的。
周思益：我想問問蔡林格院士，得了諾貝爾獎以后是哪些覺得，你對未來的計(jì)劃是哪些？獲得諾貝爾獎怎樣影響你對未來的計(jì)劃？
蔡林格：毫無疑惑的是，我十分高興。而且我十分忙，以至于沒時(shí)間想那些事情。如今我正在打算我在斯德哥爾摩學(xué)院的講堂。我想給你們做一個(gè)關(guān)于我所做的研究的概述，半小時(shí)之內(nèi)講完。這是一個(gè)十分巨大的挑戰(zhàn)。之后我想繼續(xù)從事化學(xué)研究，繼續(xù)這種衛(wèi)星方面的工作。就我個(gè)人而言，我對基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)更感興趣。我覺得是在做了所有那些實(shí)驗(yàn)過后，我們對基礎(chǔ)化學(xué)的了解更多了。我們早已學(xué)會了磨煉我們的直覺。我會寫一本關(guān)于量子熱學(xué)演繹的書。
周思益：那大家相信量子熱學(xué)的多世界展現(xiàn)嗎？
蔡林格：量子熱學(xué)的多世界展現(xiàn)是個(gè)挺好的看法。并且在我看來，這只是一個(gè)逃避真正問題的方法。這些多世界展現(xiàn)企圖依舊用精典的辦法來理解我們這個(gè)世界，我認(rèn)為這不是一個(gè)正確的看法。潘建偉院士怎樣看？
潘建偉：我也有同樣的想法。你若果有一個(gè)新的演繹，然而這個(gè)新的演繹沒有給我任何新的預(yù)言，這么任何演繹都是一樣的。
抖音上的聽眾提問
聽眾提問1：在影片《星際迷航》中，人們可以把一個(gè)物體從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方。在現(xiàn)實(shí)中，我們有量子隱型傳態(tài)技術(shù)，可以把量子態(tài)傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方，這三者有何聯(lián)系？
蔡林格：隱型傳態(tài)傳遞的是量子態(tài)，而不是物體，所以只能進(jìn)行信息的傳輸。而物體的頓時(shí)聯(lián)通我們須要這個(gè)物體的所有信息。信息比物質(zhì)更重要，例如說在我們的身體上面，你用其他的碳原子代替你身體里的碳原子的話，你還是原先的你。我們須要對信息進(jìn)行傳輸。在量子估算領(lǐng)域有一篇論文，我近來和建偉一起做的，你可以用量子隱型傳態(tài)聯(lián)接未來的量子計(jì)算機(jī)。似乎最重要的應(yīng)用還是在于量子估算前面。
聽眾提問2：潘建偉院士能夠向聽眾介紹一下中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院量子信息的相關(guān)進(jìn)展？
潘建偉：我們現(xiàn)今的重點(diǎn)是：
1.量子通訊的大規(guī)模應(yīng)用，而且為未來的量子網(wǎng)路打下基礎(chǔ)。
2.實(shí)用的大規(guī)模量子估算的東西。
3.高精度的檢測。
我們在中科大的同學(xué)在這三個(gè)領(lǐng)域齊頭并進(jìn)。安東提及，希望我們繼續(xù)進(jìn)行合作。隨著墨子號衛(wèi)星的成功發(fā)射，以及在未來幾年內(nèi)發(fā)射的高軌道衛(wèi)星，我們可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)量子通訊的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。另一方面我們也在努力實(shí)現(xiàn)量子中繼器。我們希望利用量子隱型傳態(tài)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一千多公里的量子糾纏。安東，我們有一個(gè)十分不錯的計(jì)劃。利用我們最初的量子糾纏交換的實(shí)驗(yàn)，我們可以在未來的七年左右，在超過千公里的光纖中實(shí)現(xiàn)量子糾纏的分配。第二件事情是量子估算。在這個(gè)領(lǐng)域我們主要是做一些超冷原子的量子模擬實(shí)驗(yàn)。我們希望我們在不久的將來有一些不錯的結(jié)果。在安東的幫助下，我們可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的通訊。我們的高軌道衛(wèi)星能同時(shí)看見俄羅斯和中國，所以我們想瞧瞧短時(shí)間傳輸信息到一萬公里以外。
聽眾提問3：在空間上達(dá)到更長距離的量子糾纏，最主要的困難在那里？
潘建偉：最主要的困難在光子損失。在光纖中，光纖會吸收光子。在大氣中，因?yàn)檠苌錁O限，光束會顯得越來越大。假如我們用一個(gè)有限的望遠(yuǎn)鏡搜集光線，我們也會有光子損失。依照估算，我對在接出來三年內(nèi)在法國和中國之間的光子傳輸超過一萬公里有特別豁達(dá)的期望。并且在光纖中，在諾貝爾獎新聞發(fā)布會上，漢斯·漢森院長明晰談到了安東的關(guān)于量子糾纏交換的原創(chuàng)性工作，是解決光子損失的惟一辦法。從1998年到如今，我花了將近20年時(shí)間，在安東的指導(dǎo)下，我們第一次實(shí)現(xiàn)了量子糾纏交換。如今早已24年過去了，在4年或則6年后，我們應(yīng)當(dāng)能利用量子糾纏交換輔助的量子中繼器技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)光子在1000公里內(nèi)的糾纏分配。我們可以用量子中繼器技術(shù)來解決光子損失。這是這條路的主要難點(diǎn)。怎么解決由光纖造成的光子損失問題上有好多的難點(diǎn)。
周思益：既然你講到了最重要的問題是光子損失，你把衛(wèi)星送上太空才能解決這個(gè)問題。若果在未來，我們有兩個(gè)太空衛(wèi)星，空間中沒有大氣，我們也不須要光纖，做一個(gè)純粹的太空上的實(shí)驗(yàn)，你希望實(shí)現(xiàn)一個(gè)特別特別長距離的糾纏光子嗎？
潘建偉：因?yàn)檠苌錁O限，光束會顯得越來越大。假如你想把所有的光都搜集到你的接收器里的話，你真的須要一個(gè)特別大的望遠(yuǎn)鏡。那會很貴。所以我的意思是量子中繼器可能會在常年運(yùn)行中啟動。這應(yīng)當(dāng)是量子中繼器和量子通訊衛(wèi)星的組合。假如我們把二者結(jié)合上去，我們或許會為全球量子通訊提供一個(gè)理想的解決方案。
蔡林格：如今我們來說說關(guān)于未來的一些東西。貝爾不方程的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)里有好多的漏洞，例如說局域性漏洞和測量效率漏洞（也叫無提高假定）。如今這種漏洞早已堵死上了。未來的實(shí)驗(yàn)不須要再度彌補(bǔ)所有的漏洞。舉個(gè)粒子，在一些論文中，我們有和地球上的人一起做的貝爾不方程實(shí)驗(yàn)。當(dāng)我們才能去火星的時(shí)侯，你曉得，去火星須要特別長的時(shí)間。在路上，這種宇航員會很無趣。那些人也許可以在宇宙飛船上和地面上的人一起做一些貝爾不方程的實(shí)驗(yàn)。她們有沒有搜集所有的光子并不重要。重要的是我們曉得那些人作出的決定一定是和月球上的人沒有關(guān)聯(lián)的，是她們自己的自由意志做下來的決定。這一切都十分有趣。
小學(xué)生的問題
鄭博元，上海101高中高二中學(xué)生，上海市熱學(xué)大賽八強(qiáng)二等獎，第39屆全省學(xué)生數(shù)學(xué)大賽決賽二等獎。
提問：近幾六年來，好多科學(xué)家設(shè)計(jì)不同的貝爾實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證量子熱學(xué)的可靠性，其中維也納屋頂實(shí)驗(yàn)將驗(yàn)證范圍擴(kuò)大至了整個(gè)宇宙時(shí)空，請問兩位老師，這個(gè)既簡單又激進(jìn)的方案構(gòu)想是怎樣形成的？實(shí)驗(yàn)過程怎樣？實(shí)驗(yàn)結(jié)果怎樣？
蔡林格：事實(shí)上，迄今為止最好的實(shí)驗(yàn)并不是在維也納進(jìn)行的，而是在加那利群島上【4】。你做了一個(gè)貝爾實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)光子形成而且發(fā)送到兩個(gè)相距一公里多的兩個(gè)站上的兩臺望遠(yuǎn)鏡上。這兩臺望遠(yuǎn)鏡都處于非常良好的狀態(tài)里。這兩臺望遠(yuǎn)鏡對著宇宙看類恒星，不僅僅是看星體。這種類恒星距離我們幾十億光年。我們使用這種類星系發(fā)出的光的精典擾動來確定隨機(jī)數(shù)，用在檢測兩個(gè)光子的偏振光上。這是我做過的最美的實(shí)驗(yàn)之一。
下一個(gè)目標(biāo)是借助宇宙微波背景幅射。再下一個(gè)目標(biāo)是邁向更古老的宇宙，借助宇宙中微子背景。這僅僅是猜想。更加強(qiáng)膽的看法是走到更古老的宇宙，使用原初引力波。但這只是推測，等實(shí)現(xiàn)那一步的時(shí)侯，我早已不在了。但這就是我們正在談?wù)摰奈磥怼?span style="display:none">CzS物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
這個(gè)看法就是說你想要來源盡可能獨(dú)立，所以你須要使用盡可能古老的光。為了防止這種光源之間的個(gè)別相關(guān)性，你必須使用十分古老的光，譬如說類恒星發(fā)出的光，或則是宇宙微波背景幅射發(fā)出的光，還有原初引力波。這是由于我們附近的光源，如我們身邊的星星，它們之間可能有一些相關(guān)性，但你沒法預(yù)想。
我鼓勵所有的年青人不要被自己如今的可能所限制。其實(shí)你有一個(gè)現(xiàn)今不可能的看法，但其實(shí)在未來就有可能實(shí)現(xiàn)了，由于有時(shí)侯你不曉得新技術(shù)要多快能夠?qū)崿F(xiàn)。關(guān)于隨機(jī)數(shù)字實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)隨機(jī)數(shù)字實(shí)驗(yàn)是我組里的坦帕·克雷格的建議。他使用了單個(gè)量子風(fēng)波的量子隨機(jī)性?，旣惿鲞^兩個(gè)用互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)字，例如說股票市場，或則鎖定多少用戶來形成隨機(jī)數(shù)的實(shí)驗(yàn)。我們原本想用這樣的方式。但后來我們沒有這樣做，由于我們總是太忙了。
在此次節(jié)目中，潘建偉教授和蔡林格院士給你們分享了量子糾纏的基本原理，量子糾纏的應(yīng)用，蔡林格院士分享了關(guān)于貝爾不方程的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。據(jù)悉，潘建偉教授和蔡林格院士還分享了自己的科研和成長之路，對年青學(xué)者有著十分有價(jià)值的借鑒意義。
■注釋
【1】中子干涉儀：安東-蔡林格最早的工作可能是他最不為人所知的。他在中子干涉儀方面的工作為他后來的研究成就奠定了重要基礎(chǔ)。1963年到1971年，他在導(dǎo)師的指導(dǎo)下做了《onaDy-》的博士論文研究。
【2】自發(fā)熱阻下轉(zhuǎn)換：在量子光學(xué)里，自發(fā)熱阻下轉(zhuǎn)換是一種很重要的技術(shù)，可以拿來制備單獨(dú)光子或彼此之間量子糾纏的光子對。早在1970年，大衛(wèi)·伯納姆（David）與唐納德·溫伯格（）就已對于自發(fā)熱阻下轉(zhuǎn)換給出詳盡科學(xué)描述。卡羅爾·艾利與史硯華首先用自發(fā)熱阻下轉(zhuǎn)換機(jī)制制造出糾纏態(tài)。魯巴·戈什（RubaGhosh）與倫納德·曼德爾最早做自發(fā)熱阻下轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)獲得雙粒子干涉白色。
【3】Y.ShihandC.Alley,inofthe2ndInt'lonofQMinLightofNew,etal.,eds.,ofJapan,Tokyo,1986.
【4】BellTestusingfromHigh-Phys.Rev.Lett.121(2018)8,
■作者簡介
周思益
2014年大專結(jié)業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院，同年步入臺灣科技學(xué)院王一研究組讀博士，2019年步入斯德哥爾摩學(xué)院Bo研究組做博士后，2021年步入大阪學(xué)院野海俊文（Noumi）研究組兼任外國人非常研究員
主要研究引力波以及宇宙對撞機(jī)化學(xué)