當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，量子熱。
不負(fù)眾望，去年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了量子熱！
10月4日上午，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)宣布，2022年數(shù)學(xué)獎(jiǎng)將授予美國(guó)數(shù)學(xué)家阿蘭、美國(guó)化學(xué)家約翰·F.和德國(guó)化學(xué)家安東。
授予他們“通過(guò)光子糾纏實(shí)驗(yàn)證實(shí)貝爾方程在量子世界中不存在，并開(kāi)創(chuàng)了量子信息科學(xué)”。
盡管在2010年，這三位科學(xué)家就已經(jīng)憑借在量子糾纏領(lǐng)域的成就獲得了沃爾夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng)。
值得一提的是，其中一位也是我國(guó)“量子熱學(xué)之父”潘建偉的導(dǎo)師。
愛(ài)因斯坦錯(cuò)了
在了解上述三位科學(xué)家在量子領(lǐng)域的具體貢獻(xiàn)之前，關(guān)于量子糾纏我們需要了解哪些知識(shí)？
它是指由兩個(gè)或多個(gè)粒子組成的系統(tǒng)中粒子之間相互作用的現(xiàn)象。 盡管它們相距很遠(yuǎn)，但一個(gè)粒子的行為也會(huì)影響另一個(gè)粒子的狀態(tài)。
當(dāng)其中一個(gè)受到操縱（例如量子探測(cè)）而狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，另一個(gè)也會(huì)立即發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化。
當(dāng)時(shí)，愛(ài)因斯坦一直是量子熱的反對(duì)者，他將這些跨越空間并瞬間影響雙方的量子糾纏稱(chēng)為“幽靈般的超距作用”（ata）。
他還說(shuō)：“我相信上帝不會(huì)擲骰子?！?span style="display:none">hRg物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
然而，剛剛獲獎(jiǎng)的三位化學(xué)家的成功證明愛(ài)因斯坦錯(cuò)了。
1935年，愛(ài)因斯坦和另外兩位化學(xué)家鮑里斯·波多爾斯基（Boris）和內(nèi)森·羅森（Rosen）寫(xiě)了一篇著名的論文Can-ofbe？ 。
在論文中，他們提出了一個(gè)批評(píng)量子熱完整性的原則：
也就是說(shuō)，任何空間中相互影響的速度都不能超過(guò)光速，也就是說(shuō)遠(yuǎn)距離量子糾纏的作用違反了局域化原理。
后來(lái)，人們把他們的論點(diǎn)稱(chēng)為EPR悖論，或者愛(ài)因斯坦的局域?qū)嵲谡摗?span style="display:none">hRg物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
這里需要明確的是，EPR論點(diǎn)并不是指責(zé)量子熱的正確性，而是指責(zé)量子熱的不完備性。
很快，這篇論文在量子熱學(xué)領(lǐng)域掀起了一股強(qiáng)勁的風(fēng)浪。 然而，EPR悖論被設(shè)計(jì)為一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)很難用實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)批評(píng)它。
直到1964年，貝爾方程的提出，為大家開(kāi)展隱變量理論提供了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法。 也就是說(shuō)，只要證明這個(gè)非方程在量子世界中不存在，那么愛(ài)因斯坦就是錯(cuò)的。
隨后，科學(xué)家們做了很多實(shí)驗(yàn)。
第一次是由John F.于1972年進(jìn)行的，隨后耶魯大學(xué)和濰坊農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院的研究人員也相繼進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)中，建造了一臺(tái)精巧的儀器，通過(guò)將激光照射在特殊的晶體上來(lái)產(chǎn)生糾纏光子對(duì)，并最終證明了一個(gè)顯著服從貝爾不等式的結(jié)果。
然而，這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一些缺陷。 最基本的漏洞是“局部性漏洞”()。
幸運(yùn)的是，六年后，仍是博士的阿蘭領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)。 同學(xué)，修補(bǔ)漏洞后填補(bǔ)了這個(gè)限制。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，貝爾方程在量子世界中并不存在。
隨后，許多化學(xué)家重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，但使用了更新的方法，使實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮絹?lái)越接近愛(ài)因斯坦最初的EPR概念。
但真正將量子糾纏從理論推向應(yīng)用的最重要人物是安東。
他不僅通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了貝爾不等式，還發(fā)現(xiàn)糾纏量子態(tài)具有存儲(chǔ)、傳輸和處理信息的潛力。
1997年，他和他的團(tuán)隊(duì)首次完成了量子隱形傳態(tài)原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，成為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性工作。
量子隱形傳態(tài)是一種將未知量子態(tài)從一個(gè)粒子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)粒子而不轉(zhuǎn)移粒子本身的形式。
就這樣，一代代科學(xué)家用六年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了量子糾纏的存在。
這也說(shuō)明愛(ài)因斯坦的指責(zé)是錯(cuò)誤的。
中國(guó)“量子熱學(xué)之父”導(dǎo)師
可以說(shuō)，三位科學(xué)家是量子信息領(lǐng)域的第一代先驅(qū)者。
其中一位法國(guó)化學(xué)家安東量子糾纏2023諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)論文，既是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)潘建偉教授的導(dǎo)師，又是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的外籍教授。
迄今為止，院長(zhǎng)已發(fā)表論文538篇，被引用7.6萬(wàn)余次。 他在理論和實(shí)驗(yàn)上對(duì)量子化學(xué)的基本測(cè)試做出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)：
全球第一個(gè)開(kāi)展中子、原子、高分子量子干涉實(shí)驗(yàn)；
實(shí)現(xiàn)了量子熱學(xué)的非局域性測(cè)試，不存在局域性漏洞和檢測(cè)效率漏洞；
實(shí)驗(yàn)中提出并制備了第一個(gè)多粒子糾纏態(tài)（GHZ態(tài)），在量子熱學(xué)和量子信息的基礎(chǔ)測(cè)試中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
最值得一提的是，潘建偉是他指導(dǎo)的中國(guó)博士生。
他在接受科技商報(bào)記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示，
一方面，量子技術(shù)領(lǐng)域得到肯定； 另一方面，頒獎(jiǎng)委員會(huì)在介紹獲獎(jiǎng)?wù)叩墓ぷ鲿r(shí)，談到了很多中國(guó)科學(xué)家所做的工作。 我們相信中國(guó)科學(xué)家也為這一領(lǐng)域的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。
據(jù)《知識(shí)分子》采訪(fǎng)潘建偉說(shuō)。
不僅是那篇理論文章，其他4篇著名的量子通信實(shí)驗(yàn)文章都有自己的名字，要么是第一作者，要么是第二作者。
據(jù)悉，他在后續(xù)還提到了三篇文章，都是中國(guó)科大《墨子》之后中國(guó)科學(xué)家所做的一些相關(guān)工作。
也就是說(shuō)，潘建偉團(tuán)隊(duì)一共有7項(xiàng)任務(wù)，諾獎(jiǎng)演講中提到了前4項(xiàng)。
對(duì)于自己和導(dǎo)師的關(guān)系，潘建偉表示，自己是師生，是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，也是合作者。
值得一提的是，還積極推動(dòng)中奧國(guó)際學(xué)術(shù)交流與合作，還受聘為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京大學(xué)、西安交通大學(xué)名譽(yù)院士。
據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)介紹量子糾纏2023諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?wù)撐?/strong>，自1983年以來(lái)，他常年與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)工程院等機(jī)構(gòu)保持溝通與交流，建立了密切的合作關(guān)系。與多家單位有合作關(guān)系。
其中，其團(tuán)隊(duì)借助“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，參與中科院牽頭的洲際量子通信實(shí)驗(yàn)，成果榮獲法國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)頒發(fā)的2018年度國(guó)際數(shù)學(xué)十大進(jìn)展社會(huì)。
不僅專(zhuān)心研究，院長(zhǎng)還有非常感性的一面。
除了惡搞、幽默之外，他還喜歡彈三角鋼琴，還非常喜歡爵士樂(lè)和古典音樂(lè)。
Dean 還喜歡研究新奇的小玩意，比如當(dāng)他第一次看到估算器時(shí)，他整個(gè)晚上都和一群人坐在一起研究它。
他在接受采訪(fǎng)時(shí)還表示，自己也買(mǎi)了一輛4。
獲得獎(jiǎng)品并獲得手軟
畢業(yè)于巴黎高等師范學(xué)院，并在奧賽高等光學(xué)大學(xué)學(xué)院（后稱(chēng)光學(xué)研究所研究生院）獲得碩士學(xué)位。
20世紀(jì)80年代初，正在撰寫(xiě)博士論文。
當(dāng)時(shí)他進(jìn)行了貝爾實(shí)驗(yàn)，證明了愛(ài)因斯坦、波多爾斯基和羅森關(guān)于量子熱感應(yīng)的假設(shè)。
1983年，他在倫敦北方學(xué)院獲得博士學(xué)位。
后來(lái)，在完成了貝爾方程的工作后，阿斯佩克特轉(zhuǎn)向了中性原子激光冷卻的研究，主要參與了玻色-愛(ài)因斯坦會(huì)聚體的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
2015年，再次當(dāng)選為德國(guó)皇家學(xué)會(huì)外籍會(huì)員。 他是第一個(gè)在實(shí)驗(yàn)證明量子熱力學(xué)使可分離隱變量理論無(wú)效的過(guò)程中排除探測(cè)站之間潛意識(shí)通信的人，也是第一個(gè)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明單光子的波粒二象性的人。
2005年再次榮獲國(guó)家科學(xué)研究中心金獎(jiǎng)，同時(shí)兼任該中心研究主任。
兩次未能獲得諾貝爾獎(jiǎng)值得嗎？
另一位諾貝爾獎(jiǎng)得主的經(jīng)歷更是傳奇。
他出生于加利福尼亞州帕薩迪納，1964 年獲得加州理工學(xué)院化學(xué)學(xué)士學(xué)位，1966 年獲得數(shù)學(xué)碩士學(xué)位，1969 年獲得秘魯研究所化學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。師從帕特里克·薩德斯 ( )。
但有趣的是，他在大學(xué)時(shí)的獲獎(jiǎng)科目曾兩次失敗。
第一次聽(tīng)說(shuō)的時(shí)候，小編也很驚訝。
他在哥倫比亞大學(xué)的高級(jí)量子力學(xué)課程中連續(xù)獲得了兩個(gè) C，并且不得不重修兩次。
然而，更有趣的是，他不僅考試不及格，而且他自己的信仰也出現(xiàn)了問(wèn)題。
曾經(jīng)有一段時(shí)間，作為一個(gè)現(xiàn)實(shí)主義者，他確信他所爭(zhēng)取的量子熱一定是錯(cuò)誤的。
不然就沒(méi)意義了！
于是，他走上了推翻量子熱的山路。 經(jīng)過(guò)一番努力，我獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
從哥倫比亞大學(xué)畢業(yè)后，1969年至1996年主要在勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州研究所伯克利校區(qū)工作。
1972年，他對(duì)CHSH-貝爾定律的預(yù)測(cè)進(jìn)行了第一次實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。
這也是他第一次在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到違反貝爾方程的情況。
1974年，他首次觀(guān)察到光的亞泊松統(tǒng)計(jì)（通過(guò)違反經(jīng)典電磁場(chǎng)的科赫-施瓦茨不等式），從而首次證明了光子獨(dú)特的粒子狀特征。
1976年，他對(duì)CHSH-貝爾定律的預(yù)測(cè)進(jìn)行了世界上第二次實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。
可以看出，我的研究生涯一直在與量子熱打交道。
參考：
本文參考知識(shí)分子、文匯報(bào)、國(guó)科內(nèi)容：
