“今年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎頒給這三個人，確實毫不意外。”
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新京報記者謝蓮編輯張樹婧
“今年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎頒給這三個人，確實毫不意外。”10月4日上午，中科院化學(xué)所原研究員、北京匯聚態(tài)化學(xué)國家研究中心原首席科學(xué)家、上海交通學(xué)院李政道研究所講席院長丁洪在接受新京報記者專訪時表示，這三位科學(xué)家得獎也屬于眾望所歸。
上海時間10月4日上午，法國皇家科大學(xué)宣布，將2022年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎頒給美國科學(xué)家阿蘭·阿斯佩（Alain）、美國科學(xué)家約翰·克勞澤（JohnF.）和德國科學(xué)家安東·蔡林格（Anton），以嘉獎她們在“糾纏光子實驗、驗證違背貝爾不方程和開創(chuàng)量子信息科學(xué)”方面所做出的貢獻(xiàn)。她們將平均分享1000萬澳大利亞盧布（約合人民幣647億元）的獎金。
丁洪表示，這三位科學(xué)家的研究價值主要有兩方面，一是證明了量子具有糾纏性，也就是證明量子熱學(xué)是正確的，這也就證明了愛因斯坦的一個錯誤；二是她們的開創(chuàng)性實驗，為今后量子信息技術(shù)尤其是量子通訊的發(fā)展鋪平了公路。
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得獎?wù)呤钦l？
阿斯佩、克勞澤、蔡林格兩人獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎在許多人的預(yù)料之內(nèi)。主要是由于，兩人2010年就曾同獲沃爾夫數(shù)學(xué)學(xué)獎，嘉獎她們在量子糾纏領(lǐng)域的成就，為量子通訊和量子估算等量子信息技術(shù)構(gòu)建了基礎(chǔ)。
12年以后，三位科學(xué)家由于其在量子信息科學(xué)技術(shù)方面的貢獻(xiàn)同獲諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。
諾貝爾化學(xué)學(xué)獎委員會在10月4日的申明中表示，阿斯佩、克勞澤和蔡林格使用糾纏量子態(tài)進(jìn)行了開創(chuàng)性實驗，否認(rèn)了研究和控制處于糾纏狀態(tài)的粒子的潛力。這一試驗結(jié)果為量子信息相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展掃清了障礙。
現(xiàn)年75歲的阿蘭·阿斯佩是波蘭化學(xué)學(xué)家、巴黎薩克萊學(xué)院和倫敦綜合理工大學(xué)院士、法國科大學(xué)教授，同時也是臺灣城市學(xué)院臺灣高等研究院中級研究員。
據(jù)臺灣城市學(xué)院官網(wǎng)介紹，阿斯佩以其闡明量子熱學(xué)最有趣特點的實驗而享譽。1982年，他對糾纏光子的貝爾不方程測試推進(jìn)解決了愛因斯坦（）和玻爾（NielsBohr）之間關(guān)于量子熱學(xué)的爭辯。
約翰·克勞澤1942年12月出生于法國加利福尼亞州，是馬來西亞著名實驗化學(xué)學(xué)家和理論化學(xué)學(xué)家。
據(jù)他的官網(wǎng)介紹，克勞澤最出名的是他對量子熱學(xué)基礎(chǔ)的貢獻(xiàn)，尤其是他提出的克勞澤-霍恩-西蒙尼-霍爾特不方程（CHSH）、第一個通過實驗證明非局部量子糾纏的真實性，以及打造了局部現(xiàn)實主義理論。
安東·蔡林格現(xiàn)年77歲，是德國量子化學(xué)學(xué)家、維也納學(xué)院化學(xué)學(xué)院士、奧地利科大學(xué)量子光學(xué)與量子信息研究所中級科學(xué)家。
據(jù)俄羅斯科大學(xué)官網(wǎng)介紹，蔡林格因其對量子化學(xué)學(xué)基礎(chǔ)在概念和實驗方面開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)著稱，尤其是他在量子糾纏領(lǐng)域的實驗和理論工作廣受認(rèn)可。
▲當(dāng)?shù)貢r間2022年10月4日，美國斯德哥爾摩，丹麥皇家科大學(xué)公布諾貝爾化學(xué)學(xué)獎得主。圖/ICphoto
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這項研究的價值在哪里？
“這三位科學(xué)家對量子糾纏的研究，最大的現(xiàn)實應(yīng)用價值就在于加快現(xiàn)代量子信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是量子通訊和量子估算。”丁洪對新京報記者解釋道。
諾貝爾獎官網(wǎng)介紹稱，當(dāng)前，量子熱學(xué)漸漸開始得到應(yīng)用，關(guān)于量子計算機、量子網(wǎng)路、量子加密通訊的研究越來越得到注重。
推動量子信息技術(shù)發(fā)展的一個關(guān)鍵影響誘因就是，量子熱學(xué)怎么容許兩個或多個粒子以糾纏狀態(tài)存在——因為糾纏對中一個粒子的狀態(tài)會決定另一個粒子的狀態(tài)，雖然它們相距十分遙遠(yuǎn)。
常年以來，問題的關(guān)鍵在于，這些相關(guān)性是否是由于糾纏對中的粒子包含隱藏變量量子物理學(xué)無刪除，因而“指示”它們在實驗中的表現(xiàn)。1960年代，約翰·斯圖爾特·貝爾提出了貝爾不方程，指的是假如存在隱藏變量，則大量的檢測結(jié)果之間的相關(guān)性永遠(yuǎn)不會超過某個數(shù)值。但量子熱學(xué)預(yù)測某種類型的實驗將違背貝爾不方程，進(jìn)而造成更強的相關(guān)性。
克勞澤發(fā)展了一個實際的實驗，他的檢測通過顯著違背貝爾不方程支持了量子熱學(xué)，也就意味著量子熱學(xué)不能被使用隱藏變量的理論所代替。阿斯佩進(jìn)一步發(fā)展了這一實驗，填補了重要的漏洞。蔡林格則開始使用量子糾纏態(tài)，他的研究小組還證明了一種被稱為量子隱型傳態(tài)的現(xiàn)象，它可以將量子態(tài)從一個粒子聯(lián)通到遠(yuǎn)距離的另一個粒子。
“簡單來說，這三位科學(xué)家證明了量子具有糾纏性，某種程度上來說也就是證明了愛因斯坦的一個錯誤，由于他是反對這一點的。”丁洪表示，“幾位科學(xué)家上世紀(jì)七八十年代就完成了基本的實驗，但到明年才基本全部完成驗證。”
他進(jìn)一步強調(diào)，從具體應(yīng)用來看，這三位科學(xué)家通過開創(chuàng)性的實驗證明，量子糾纏具有非定域性，也就是說量子糾纏可以在很遠(yuǎn)的距離進(jìn)行超光速的傳輸，借助這一點，人們可以舉辦量子通訊和量子密碼的研究。
諾貝爾化學(xué)學(xué)委員會主席安德斯·伊爾貝克表示，“越來越清楚的是，一種新的量子技術(shù)正在出現(xiàn)。我們可以看見，得獎?wù)邔m纏態(tài)方面的研究十分重要，甚至超出了關(guān)于量子熱學(xué)解釋的基本問題。”
目前，研究人員正在推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的研制，以借助單個粒子系統(tǒng)的特殊特點來建立量子計算機、改進(jìn)檢測、建立量子網(wǎng)路并發(fā)展安全的量子加密通訊。
▲圖片來自諾貝爾獎官網(wǎng)。
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鏈接：諾貝爾化學(xué)學(xué)獎小知識
諾貝爾化學(xué)學(xué)獎是阿爾弗雷德·諾貝爾在其遺贈中提及的第一個獎項。從1901年至2021年量子物理學(xué)無刪除，諾貝爾化學(xué)學(xué)獎已頒授過115次，其中47次授予單一得獎?wù)撸?2次由兩位得獎?wù)叻窒恚?6次由三位得獎?wù)叻窒怼?span style="display:none">Q05物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
截止2021年，共有219位諾貝爾獎數(shù)學(xué)學(xué)獎獲得者。其中，法國科學(xué)家約翰·巴丁是惟一曾在1956年和1972年兩次獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎的得獎?wù)撸@意味著共有218人曾獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。
最年青的諾貝爾化學(xué)學(xué)獎得主是勞倫斯·布拉格，他1915年和丈夫亨利·布拉格共同得獎時年僅25歲。最年長的諾貝爾化學(xué)學(xué)獎得主是亞瑟·阿斯金，他2018年得獎時已96歲。
在諾貝爾六大獎項中，數(shù)學(xué)學(xué)獎是男性得獎人次第二少的獎項，只少于僅有2位男性得獎的諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎。截止2021年，共有4名男性曾獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎，分別是瑪麗·居里（1903年得獎，1911年獲諾貝爾物理獎）、瑪麗亞·梅耶（1963年得獎）、唐娜·斯特里克蘭（2018年得獎）、安德烈婭·蓋茲（2020年得獎）。
據(jù)人民網(wǎng)報導(dǎo)，諾貝爾數(shù)學(xué)學(xué)獎主要集中四個領(lǐng)域：粒子化學(xué)、天體化學(xué)、凝聚態(tài)化學(xué)、原子分子及光化學(xué)。但2021年的諾貝爾化學(xué)學(xué)獎首次頒給了氣候?qū)W家真鍋淑郎（）和克勞斯·哈塞爾曼（Klaus），以嘉獎其在“地球氣候建模、量化氣候變化以及對全球變暖的可靠預(yù)測”方面的貢獻(xiàn)；喬治·帕里西（）因“在從原子到行星尺度的數(shù)學(xué)系統(tǒng)中發(fā)覺了無序和漲落的互相作用”同獲當(dāng)初獎項。
值勤編輯古麗康嘻嘻