楊凈Pine發(fā)自凹非寺
量子位|公眾號(hào)
2022年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)出爐！
去年的數(shù)學(xué)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C向量子糾纏的三位科學(xué)家，她們分別是阿蘭·阿斯佩Alain，約翰·克勞澤JohnF.以及安東·塞林格Anton，以嘉獎(jiǎng)她們用糾纏光子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明了貝爾不方程不創(chuàng)立，并借此開創(chuàng)量子信息科學(xué)。
換言之，她們成功證明了愛因斯坦是錯(cuò)的。
她們兩人將共享1000萬澳大利亞盧布的獎(jiǎng)金。值得一提的是，其中塞林格還是潘建偉教授的博士導(dǎo)師。
證明了愛因斯坦是錯(cuò)的
官方評價(jià)中提及，她們的實(shí)驗(yàn)為當(dāng)下量子技術(shù)革命奠定了基礎(chǔ)潘建偉 量子通訊，真正促使量子力學(xué)從理論邁向了應(yīng)用。
這其中最關(guān)鍵的貢獻(xiàn)就是用量子糾纏實(shí)驗(yàn)，證明了貝爾不方程不創(chuàng)立。
量子糾纏，就是在兩個(gè)分隔的粒子或則多個(gè)粒子，在彼此互相作用時(shí)，因?yàn)楦鱾€(gè)粒子所擁有的特點(diǎn)已綜合成為整體性質(zhì)，難以單獨(dú)描述各個(gè)粒子的性質(zhì)。
△圖源：?Johan/德國皇家科大學(xué)
最早在1935年，就有人發(fā)覺了這一現(xiàn)象，其中就包括愛因斯坦。薛定諤也發(fā)表了幾篇相關(guān)論文，還定下了量子糾纏這一術(shù)語。
但這些行為被愛因斯坦譴責(zé)為遵守定域?qū)嵲谡摚⑴険袅孔蛹m纏為“鬼魅般的超距作用”（ata）還曾說：“我相信上帝不擲色子。他表示，量子熱學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)敘述不具完備性。
上世紀(jì)60年代，貝爾提出論文表明，對于愛因斯坦的定域?qū)嵲谡摫旧泶嬖诿埽喾戳孔訜釋W(xué)得到的關(guān)聯(lián)結(jié)果要強(qiáng)好多。與此同時(shí)，還提出了貝爾不方程，將這些差異定性。
在精典熱學(xué)中，這個(gè)不方程創(chuàng)立，而在量子熱學(xué)中這個(gè)方程就不創(chuàng)立。它可以應(yīng)用于任何由兩個(gè)互相糾纏的粒子所組成的量子系統(tǒng)。最常見的范例是糾纏于載流子或偏振光的粒子系統(tǒng)。
從那以后，化學(xué)學(xué)家們做了好多檢試貝爾不方程的實(shí)驗(yàn)。這其中，約翰克勞澤與他的朋友在1972年率先完成了這一實(shí)驗(yàn)，他通過將激光照射在特殊晶體上來創(chuàng)建糾纏的光子對，并使用隨機(jī)數(shù)在檢測設(shè)置之間切換。
△圖源：?Johan/德國皇家科大學(xué)
不過這個(gè)實(shí)驗(yàn)仍存在一定的局限性，例如在形成和捕獲粒子方面效率低下，檢測也是預(yù)設(shè)的。其他研究者也指責(zé)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否存在一定的漏洞。
但六年以后，也就是1982年，當(dāng)時(shí)在讀博士的阿蘭阿斯佩成功填補(bǔ)了這一局限性，博士論文就是以這一實(shí)驗(yàn)為題目，他測量到了更多的光子以及檢測結(jié)果也挺好，最終得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合量子熱學(xué)的預(yù)測。
換言之明晰證明，量子熱學(xué)是正確的，并沒有像愛因斯坦所說有隱藏的變量。
假如說，前兩位科學(xué)家是證明了量子熱學(xué)的理論性，這么安東·塞林格則是真正將量子熱學(xué)從理論推向應(yīng)用，發(fā)覺糾纏的量子態(tài)具有儲(chǔ)存、傳輸和處理信息的潛力。
1997年塞林格及其朋友首次發(fā)覺，假如糾纏對中的粒子以相反的方向行進(jìn)而且其中一個(gè)粒子以這樣的形式碰見第三個(gè)粒子，它們都會(huì)發(fā)生糾纏，才會(huì)發(fā)生有趣的事情，即步入到一個(gè)新的共享狀態(tài)，第三個(gè)粒子會(huì)喪失它的身分。
這些將未知量子態(tài)從一個(gè)粒子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)粒子的形式稱為量子隱型傳態(tài)。
還有一位是潘建偉教授導(dǎo)師
雖然這三位大鱷在獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)之前，就曾一起獲得過沃爾夫數(shù)學(xué)學(xué)獎(jiǎng)（2010年）——被覺得是諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)之外，數(shù)學(xué)學(xué)界最重要的獎(jiǎng)項(xiàng)之一。
還是依照慣例，盤點(diǎn)一下這三位大鱷的過往成績。
Alain是日本化學(xué)學(xué)家，因研究“量子糾纏”而享譽(yù)。
不僅研究貝爾不方程之外，還研究中性原子的激光冷卻，主要參與玻色-愛因斯坦匯聚相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
目前是美國科大學(xué)和技術(shù)大學(xué)的成員，也是倫敦綜合理工大學(xué)的院長。
繼2010年獲得沃爾夫數(shù)學(xué)學(xué)獎(jiǎng)以后，2013年獲得尼爾斯·玻爾國際銀獎(jiǎng)和聯(lián)合國教科文組織尼爾·玻爾獎(jiǎng)，同年還被還被授予量子信息處理和通訊的巴爾贊獎(jiǎng)。
值得一提的是，在的過往研究履歷中，有著眾多的第一：
第一個(gè)在實(shí)驗(yàn)證明中排除檢測站之間的亞光速通訊，證明量子熱學(xué)使可分離隱變量理論無效；
第一個(gè)通過實(shí)驗(yàn)證明單光子的波粒二象性；
第一個(gè)比較了相同條件下費(fèi)米子和玻骰子的漢伯里布朗-特維斯相關(guān)性；
第一個(gè)證明了超冷原子系統(tǒng)中的安德森局域化。
約翰·克勞瑟（John）是德國理論和實(shí)驗(yàn)化學(xué)學(xué)家，1964年，他獲得了加洲理工大學(xué)的化學(xué)學(xué)學(xué)士學(xué)位，1969年獲得斯洛伐克學(xué)院化學(xué)學(xué)博士學(xué)位。
1969年至1996年，他主要在勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯利福摩爾國家實(shí)驗(yàn)室和加洲學(xué)院伯克利校區(qū)工作。
克勞瑟最廣為人知的事項(xiàng)就是對量子熱學(xué)基礎(chǔ)的貢獻(xiàn)，他的CHSH預(yù)測和弗里德曼-克勞澤實(shí)驗(yàn)被覺得量子熱學(xué)中十分重要的部份，目前早已成為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)課程（專科）的一部份。
在外界看來，他的理論之于量子熱學(xué)，就相當(dāng)于邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)之于狹義相對論。
安東·塞林格（Anton）是德國量子論化學(xué)學(xué)家。目前是維也納學(xué)院化學(xué)學(xué)院士，曾任教于因斯布魯克學(xué)院，再者，他還是英國科大學(xué)量子光學(xué)與量子信息研究所維也納分所主席。
值得一提的是，塞林格還是中國科大學(xué)外籍教授，同時(shí)也是潘建偉教授的博士導(dǎo)師。
塞林格院士積極推進(jìn)中奧國際學(xué)術(shù)交流與合作。自1983年起，他與中國科大學(xué)以及中國工程院等機(jī)構(gòu)常年保持著溝通和交流，并與多家單位構(gòu)建密切合作關(guān)系。
其中，借助“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，他的團(tuán)隊(duì)合作參與了中科院主導(dǎo)的洲際量子通訊實(shí)驗(yàn)，成果榮獲法國數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)評出的2018年度國際數(shù)學(xué)學(xué)十大進(jìn)展。
據(jù)悉，塞林格對人才教育上還頗具興趣。在2009年，他成立了國際大學(xué)潘建偉 量子通訊，旨在于支持科學(xué)和技術(shù)方面的天才中學(xué)生。
（插句正題）塞林格還是道格拉斯·亞當(dāng)斯（Adams）的《銀河系漫游手冊》的粉絲，他甚至把自己的帆船命名為42號(hào)。
參考鏈接：
—完—