去年量子糾纏真的獲得諾貝爾獎了！這些理論值得得獎嗎？
量子糾纏是2022年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎的核心，它是由于愛因斯坦覺得不可能進(jìn)行的檢測而獲得的，而我們從這種實驗中獲得的理解對于昨天的量子估算來說至關(guān)重要，所以這項工作的重要性是哪些？她們證明了哪些？這些理論是否值得得獎？
首先，讓我們討論一下量子熱學(xué)的出現(xiàn)，在量子熱學(xué)出現(xiàn)之前，我們覺得世界是確定性的，也就是說，假如我們事先曉得關(guān)于系統(tǒng)的足夠信息，這么原則上我們可以在未來決定關(guān)于系統(tǒng)的一切，不幸的是，對于決定論者來說，我們最終遇見了量子熱學(xué)，而量子熱學(xué)在決定論方面背道而馳。
就其本質(zhì)而言，機(jī)率論在當(dāng)時對包括愛因斯坦在內(nèi)的許多科學(xué)家來說并不適用，證明量子熱學(xué)具有這些性質(zhì)是2022年量子熱學(xué)初期諾貝爾獎的重要組成部份。在此之前，科學(xué)家們發(fā)覺并提出了許多理論，但有一種看法覺得，量子熱學(xué)的熱學(xué)框架只是現(xiàn)實的摹本，雖然作出了特別好的預(yù)測，但依然有一個更基本的理論來解釋一切，因而當(dāng)前的框架可以挺好地預(yù)測愚蠢的結(jié)果，因而愛因斯坦深信量子熱學(xué)為了證明這一點，熱學(xué)確實是不完整的。
1935年，愛因斯坦和另外兩位作者發(fā)表了一篇論文，題目是《物理現(xiàn)實的量子熱學(xué)描述是否可以被覺得是完整的》。她們概述了一個思想實驗，這被稱為愛因斯坦-波多斯基-羅森悖論或簡稱epr悖論，思想實驗必須與量子有關(guān)，而糾纏——是兩個量子系統(tǒng)之間的一種關(guān)聯(lián)狀態(tài)，假定你有兩個電子載流子，可以是載流子向下或載流子向上，這兩個電子的糾纏會形成一種有趣的狀態(tài)，假如其中一個電子被檢測為載流子向下，這么另一個一定處于載流子向上狀態(tài)，這是量子物體各自性質(zhì)的結(jié)果。
電子可以被描述為波函數(shù)，即當(dāng)你檢測波函數(shù)時，每位粒子的波函數(shù)是不同的，當(dāng)兩個粒子糾纏在一起時，通過檢測，我們會破壞波函數(shù)，假若你檢測其中一個電子，波這兩個粒子的函數(shù)會崩潰，這是思想實驗的關(guān)鍵，假如你把兩個糾纏的粒子分開，之后把它們分開很遠(yuǎn)，我們可以說它們在這些狀態(tài)下被分開幾光秒，假如你可以檢測其中一個電子態(tài)，例如說在載流子上升時，另一個電子會立刻弄成載流子升高。愛因斯坦將這些波函數(shù)坍縮稱為“幽靈作用距離”，并強(qiáng)調(diào)，一定有一些隱藏的變量可以預(yù)先曉得它們的狀態(tài)，因而沒有信息傳播速率比光速快。
愛因斯坦覺得，在粒子產(chǎn)生之前分開后諾貝爾物理學(xué)獎2023量子糾纏啟發(fā)，她們決定了哪一個會弄成載流子向下，哪一個將弄成載流子向上，多年來，人類沒有辦法分辨愛因斯坦的隱變量理論和標(biāo)準(zhǔn)量子熱學(xué)糾纏之間的區(qū)別，直至1964年，約翰·貝爾才提出，確實有一種方式可以測試隱變量是否為真諾貝爾物理學(xué)獎2023量子糾纏啟發(fā)，這個測試將被稱為貝爾不方程，這些測試是通過檢測一個量子態(tài)，即我們選擇怎樣檢測它的方式，這一切都取決于你怎么檢測它們。
約翰·貝爾說，在這個場景中，你檢測一個電子，瞧瞧它是上旋還是下旋，之后之后在座標(biāo)軸的Z方向和X方向之間的一個角度檢測第二個電子，最后會發(fā)覺隱藏變量和量子熱學(xué)之間的結(jié)果存在差別。
去年有三個人獲得了2022年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎，約翰·克勞瑟，阿蘭·阿斯佩克和安東·澤林格，她們被授予了糾纏光子實驗，證明了對貝爾不方程的違背，以及進(jìn)行貝爾提出的實驗的先驅(qū)測試。事實上量子信息科學(xué)實際上相當(dāng)困難，須要特別快速地進(jìn)行特別精確的檢測，而當(dāng)時量子估算并不像現(xiàn)今一樣流行，事實上在當(dāng)時它就和不存在一樣，所以沒有人真正有興趣證明貝爾理論其實很難，也沒有回報。
但雖然這么約翰·克勞澤在1972年進(jìn)行了這項實驗，結(jié)果表明量子熱學(xué)確實有效，并且不存在隱藏變量。之后在1982年，艾倫方面進(jìn)行了一個更為嚴(yán)格的貝爾測試，它填補(bǔ)了一些人覺得容許隱藏變量始終是正確的，這兩個主要實驗獲得了諾貝爾獎，之后在20世紀(jì)90年代，安東·澤林格對糾纏態(tài)進(jìn)行了檢測，以證明所謂的量子隱型傳態(tài)。基本上，假如你取兩個糾纏電子，一個與第三個電子互相作用，這么糾纏態(tài)就可以被轉(zhuǎn)移。這個概念對任何方式的量子來說都是至關(guān)重要的通訊，正由于這般，對于昨天進(jìn)行的許多量子通訊研究來說，都是至關(guān)重要的。
安東·澤林格在實驗室和近來數(shù)百公里的距離內(nèi)演示了量子隱型傳態(tài)，所有這三位科學(xué)家都進(jìn)行了開創(chuàng)性的研究，為第二次量子革命鋪平了公路，所以她們都應(yīng)當(dāng)獲得諾貝爾獎。