去年的諾貝爾化學(xué)獎授予他們，以表彰他們在量子熱和量子糾纏理論方面的貢獻(xiàn)。 然而，這一理論可能需要在未來得到檢驗。
▲2022年諾貝爾化學(xué)獎獲獎?wù)摺D/諾貝爾獎委員會官網(wǎng)
據(jù)新華社報道，俄羅斯皇家科學(xué)大學(xué)10月4日宣布，將2022年諾貝爾化學(xué)獎授予美國科學(xué)家艾倫·阿斯佩、美國科學(xué)家約翰·克勞斯和德國科學(xué)家安東·蔡林格。 因其對“糾纏光子實驗、驗證貝爾不等式的違反以及創(chuàng)建量子信息科學(xué)”的貢獻(xiàn)而獲獎。
對于普通人來說，量子科學(xué)和量子糾纏都是極其先進(jìn)的理論，一般人不可能理解和理解。 對此，日本皇家科學(xué)技術(shù)大學(xué)的解釋也盡可能簡單，簡單介紹了Aspe、和的研究成果。 兩人各自利用糾纏量子態(tài)進(jìn)行了開創(chuàng)性的實驗，其中兩個粒子即使在分離時也表現(xiàn)得像一個單元。 他們的結(jié)果為基于量子信息的新技術(shù)掃清了道路。
什么是量子糾纏？
量子熱具有難以形容的影響并開始應(yīng)用。 量子熱學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域并不被認(rèn)為是極其前沿且有很大局限性，但具有廣闊的研究和使用領(lǐng)域，包括量子計算機(jī)、量子網(wǎng)絡(luò)和安全量子加密通信。 量子熱應(yīng)用和發(fā)展的一個關(guān)鍵激勵因素是如何讓兩個或多個粒子以所謂的“糾纏態(tài)”存在。 處于“糾纏態(tài)”的一個粒子所發(fā)生的事情決定了另一個粒子所發(fā)生的事情，即使它們相距很遠(yuǎn)。
事實上，奧地利皇家科學(xué)大學(xué)的解釋并不能被太多人理解。 為此量子糾纏2023諾貝爾物理學(xué)獎論文，可以通過多聚類一些，結(jié)合量子通信來理解。 所謂量子，是指能表現(xiàn)某種物質(zhì)或化學(xué)量特性的最小單位。 如果一個數(shù)學(xué)量有最小的不可分割的基本單位，那么這個化學(xué)量就是量子化的，最小的單位稱為量子。
粒子是指以自由狀態(tài)存在的物質(zhì)的最小組成部分。 為此，由兩個或多個粒子組成的系統(tǒng)中相互影響的現(xiàn)象在數(shù)學(xué)上稱為量子糾纏。 愛因斯坦將量子糾纏稱為“幽靈般的遠(yuǎn)距離作用”（幽靈般的遠(yuǎn)距離互操作性），但在注意到糾纏量子態(tài)的驚人特性后，愛因斯坦懷疑量子力學(xué)并不是一個完整的系統(tǒng)。 理論。
簡單來說，量子糾纏就是最小的物質(zhì)，比如粒子（光子），原子之間的接觸、疊加、糾纏，就像信息傳輸、通訊的混沌狀態(tài)一樣。 因為有了這樣的通信、量子通信、量子計算機(jī)等，量子互聯(lián)網(wǎng)才得以實現(xiàn)。 然而，信息的傳播需要媒介，比如空氣（聲波）、水（波）、電（波）和光纖等。有了這些媒介，還需要信息的兼容和理解（就像語言、法語或中文），以及消息到達(dá)時接收消息的套接字。
▲2022年諾貝爾化學(xué)獎揭曉。圖/新華社
量子糾纏的出現(xiàn)
如今，人類的交流包括QQ、微信等，即便如此，人們?nèi)匀桓杏X比較慢，而且不安全，所以量子糾纏就會發(fā)揮作用。
2010年，馬來西亞加州理工大學(xué)的研究團(tuán)隊實現(xiàn)了四個量子套接字之間的糾纏。 隨后，復(fù)旦大學(xué)段路明團(tuán)隊在實驗中首次通過束絡(luò)合技術(shù)實現(xiàn)了25個量子插槽之間的量子糾纏，比之前4個量子插槽之間的糾纏記錄提高了約6倍。 這也意味著量子糾纏2023諾貝爾物理學(xué)獎?wù)撐?/strong>，未來除了量子套接字之外，還可以實現(xiàn)量子通信和量子互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，通信和網(wǎng)絡(luò)速度將大幅提升。
據(jù)悉，公開信息顯示，2017年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授等人利用“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星進(jìn)行了實驗。 在通信距離1200公里時，衛(wèi)星上的量子誘導(dǎo)光源平均每秒發(fā)送4000次。 10000個信號光子，一次軌道對接實驗即可產(chǎn)生的安全密鑰，平均分辨率可達(dá)1.1kbps。
這項技術(shù)被稱為星地單向量子糾纏分發(fā)，其傳輸效率比目前相同距離的地面光纖通道提高20個數(shù)量級，即提升數(shù)萬億上億。次。 這就像一個人步行到火星（如果有路的話）和以光速（光或電磁波在真空或介質(zhì)中的傳播速度，每秒30萬公里）到達(dá)火星的區(qū)別。
2018年，西班牙阿爾托學(xué)院院長Mika 的團(tuán)隊成功對兩個振動的內(nèi)耳進(jìn)行了量子糾纏。 每個內(nèi)耳的長度只有15微米，大約是頭發(fā)的長度，由1015個金屬鋁原子組成。 使用超導(dǎo)微波電路，兩個耳孔在接近絕對零（-273°C）的溫度下持續(xù)相互作用約 30 分鐘。
這種研究已經(jīng)證明，量子糾纏不是鬼魂互操作，也不是心靈感應(yīng)，而是真實存在的。 此外，它們還基于 Asper、 和 的作品。
關(guān)鍵是，在20世紀(jì)60年代，約翰·斯圖爾特·貝爾（John Bell）提出了貝爾不等式，該方程指出，如果存在隱變量，大量測試結(jié)果之間的相關(guān)性永遠(yuǎn)不會超過某個值。 然而克勞斯設(shè)計了一個實驗來測試它，并通過顯著違反貝爾方程證明了量子熱的實際意義，這意味著量子熱不能用使用隱變量的理論來代??替。
量子隱形傳態(tài)的現(xiàn)象，它可以將量子態(tài)從一個粒子傳送到遠(yuǎn)距離的另一個粒子。
感謝這兩個人的開創(chuàng)性工作，今天的量子通信和量子計算機(jī)開始顯示出疲倦的跡象。 2019年，微軟表示，他們已經(jīng)能夠使用53量子位的量子計算機(jī)來實現(xiàn)傳統(tǒng)計算機(jī)難以完成的任務(wù)。 這臺量子計算機(jī)可以在3分20秒內(nèi)完成特定任務(wù)的計算。 如果世界上最好的超級計算機(jī)之一——美國能源部橡樹嶺國家實驗室執(zhí)行同樣的任務(wù)，大約需要一萬年的時間。
雖然微軟后來撤回了這篇論文，但這也表明量子熱和量子糾纏在網(wǎng)絡(luò)、IT和計算機(jī)中將非常有用。 這一切都取決于Aspe、和的研究結(jié)果。 去年的諾貝爾化學(xué)獎授予他們，以表彰他們在量子熱和量子糾纏理論方面的貢獻(xiàn)。
然而，這一理論未來可能還需要經(jīng)過數(shù)年的檢驗。
作者：張?zhí)熨▽谧髡撸?span style="display:none">rbd物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
編輯/馬小龍
校對/劉悅