上海時(shí)間10月4日上午5點(diǎn)49分許，西班牙皇家科大學(xué)決定將2022年的諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家Alain、美國科學(xué)家JohnF.和德國科學(xué)家Anton，以嘉獎(jiǎng)她們“用糾纏光子進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，完善了貝爾不方程的違背，并開創(chuàng)了量子信息科學(xué)”。
2022年的諾貝爾獎(jiǎng)單項(xiàng)獎(jiǎng)金為1000萬澳大利亞盧布（約合人民幣642.8億元）2023諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)量子糾纏獲得者，三位得獎(jiǎng)?wù)邔⑵椒?000萬澳大利亞盧布獎(jiǎng)金。
糾纏態(tài)——從理論到技術(shù)
Alain、John和Anton用糾纏量子態(tài)進(jìn)行了開創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)。在糾纏量子態(tài)中，雖然兩個(gè)粒子分離，它們也表現(xiàn)得像一個(gè)單獨(dú)的單元。她們的研究結(jié)果為基于量子信息的新技術(shù)掃清了公路。
量子熱學(xué)的不可言喻的效應(yīng)正在開始得到應(yīng)用。現(xiàn)今有一個(gè)很大的研究領(lǐng)域，包括量子計(jì)算機(jī)、量子網(wǎng)路和安全的量子加密通訊。
這一進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵誘因是，量子熱學(xué)怎么容許兩個(gè)或多個(gè)粒子以所謂的糾纏態(tài)存在。糾纏對(duì)中的一個(gè)粒子發(fā)生的情況決定了另一個(gè)粒子發(fā)生的情況，雖然它們相距很遠(yuǎn)。
在很長一段時(shí)間里，問題在于這些相關(guān)性是否是由于糾纏對(duì)中的粒子包含隱藏變量，即告訴它們?cè)趯?shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)給出那個(gè)結(jié)果的指令。20世紀(jì)60年代，JohnBell提出了以他的名子命名的物理不方程。這表明，假若存在隱藏變量，這么大量檢測(cè)結(jié)果之間的相關(guān)性將永遠(yuǎn)不會(huì)超過某個(gè)值。可是，量子熱學(xué)預(yù)測(cè)，某種類型的實(shí)驗(yàn)將違背貝爾不方程2023諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)量子糾纏獲得者，進(jìn)而形成比其他情況下更強(qiáng)的相關(guān)性。
John發(fā)展了JohnBell的看法，舉辦了一個(gè)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)他進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，它們似乎違背了貝爾不方程，進(jìn)而支持了量子熱學(xué)。這意味著量子熱學(xué)不能被使用隱變量的理論所代替。
在John的實(shí)驗(yàn)以后，依然存在一些漏洞。Alain發(fā)展了這個(gè)設(shè)置，借助它擋住了一個(gè)重要的漏洞。他能否在一個(gè)糾纏對(duì)離開它的源后切換檢測(cè)設(shè)置，所以當(dāng)它們被發(fā)射時(shí)存在的設(shè)置不會(huì)影響結(jié)果。
通過精密的工具和一系列的實(shí)驗(yàn)，Anton開始使用糾纏量子態(tài)。并且，他的小組還展示了一種被稱為量子隱型傳態(tài)的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象促使量子態(tài)在一定距離內(nèi)從一個(gè)粒子聯(lián)通到另一個(gè)粒子成為可能。
“越來越顯著，一種新的量子技術(shù)正在出現(xiàn)。我們可以看見，得獎(jiǎng)?wù)邔?duì)糾纏態(tài)的研究十分重要，甚至趕超了解釋量子熱學(xué)的基本問題，”諾貝爾化學(xué)學(xué)委員會(huì)主席Irb?ck說。
得獎(jiǎng)?wù)呓榻B：
Alain，1947年出生于英國阿根。1983年從美國奧賽倫敦-南德學(xué)院獲得博士學(xué)位。目前為美國米蘭薩克萊學(xué)院和帕萊索理工大學(xué)院士。
JohnF.，1942年出生于法國加洲帕薩迪納。1969年從英國倫敦波蘭學(xué)院獲得博士學(xué)位。
Anton，1945年出生于荷蘭里德伊姆·因克瑞斯。1971年從法國維也納學(xué)院獲得博士學(xué)位。目前為維也納學(xué)院院長。
糾纏圖片來源：Johan/法國皇家科大學(xué)