量子熱證明“世界是隨機的，上帝也擲骰子”。 但科學(xué)家們花了近一百年的時間才證明量子熱是正確的。
1964年，美國化學(xué)家約翰·貝爾（John Bell）提出了著名的貝爾不等式，其本質(zhì)是“世界是非局部的，不能由局部變量決定”。 但當(dāng)時沒有人能夠解釋量子糾纏是如何運作的。
在接下來的近60年里，一大批科學(xué)家通過工作和實驗證明了貝爾不等式，其中三人最終于2022年10月4日獲得了諾貝爾化學(xué)獎。他們通過演示和利用，為量子信息鋪平了道路。糾纏機制使得遠距離操縱粒子甚至傳送它們的特性成為可能，并為量子計算機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
這個在業(yè)界看似姍姍來遲的獎項對于量子科學(xué)領(lǐng)域來說無疑是一個重大消息，將加速量子信息和量子計算領(lǐng)域的快速發(fā)展。 業(yè)界反響熱烈。
頒獎為何遲到？
此次獲得諾貝爾化學(xué)獎的三位科學(xué)家之一、法國化學(xué)家阿蘭·阿斯佩（Alain）告訴記者，他的手機一直響個不停，慶祝聲從四面八方傳來。 “我想我以后應(yīng)該學(xué)會適應(yīng)一段時間，”阿斯佩說。
阿斯佩的好同事、日內(nèi)瓦研究所量子密碼專家、ID院長尼古拉斯·吉辛聯(lián)合創(chuàng)始人也第一時間向阿斯佩發(fā)來了賀電。 “其實他還沒來得及回答?！?吉森告訴第一財經(jīng)記者，“我想他可能還是很難相信自己獲獎的事實，這個獎項來得太晚了，他可能已經(jīng)不再期待了。”
吉森認(rèn)為量子熱早在 20 世紀(jì) 80 年代就應(yīng)該獲得諾貝爾獎。 “阿斯佩和克勞斯這兩位科學(xué)家的工作很早，他們應(yīng)該在20世紀(jì)80年代和貝爾一起獲得諾貝爾獎，他們早就應(yīng)該得到認(rèn)可；塞林格的到來讓量子熱在應(yīng)用方面起飛了?！?他告訴第一財經(jīng)記者。
1990年貝爾去世時年僅62歲。 他沒有等到諾貝爾獎，這是數(shù)學(xué)界的一大遺憾。 “貝爾試圖證明量子熱是不完全的，帶著與愛因斯坦相同的指責(zé)態(tài)度，但他發(fā)現(xiàn)了相反的結(jié)果！克勞斯也做了這個實驗，他最初假設(shè)他會發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)是錯誤的，但他也結(jié)果卻與他的預(yù)想相反！” 吉森告訴第一財經(jīng)記者。
量子糾纏是量子化學(xué)中最奇怪的現(xiàn)象。 在愛因斯坦看來，宇宙是局域化的，兩個粒子只有在距離很近時才能相互作用。 如果這些相互作用可以在長距離內(nèi)進行，則意味著某些東西可以以比光速更快的速度進行通信。 愛因斯坦認(rèn)為這是不可接受的。
貝爾提出的不等式攻擊了愛因斯坦的理論。 如果有一個實驗違反了這個不等式，那就將證明量子化學(xué)的非定域性，從而證明量子糾纏。 克勞斯和阿斯佩的工作發(fā)現(xiàn)，兩個相距 12 米的糾纏光子違反了貝爾不等式，證明了宇宙的非定域性。
吉森認(rèn)為，諾貝爾獎之所以這么晚頒發(fā)給證明了量子熱的科學(xué)家，是因為世界上理解貝爾不等式的人很少。 “直到今天，只有非常非常少的人理解貝爾不等式，非局部隨機性的想法是后來才出現(xiàn)的，而且隨機風(fēng)暴可以在許多不同的地方發(fā)生仍然是違反直覺的量子物理學(xué)家，”吉森說。
即便如此，吉森始終表示，他的同學(xué)兼好友獲得諾貝爾獎令人鼓舞。 “因為它獎勵了我非常珍惜的一門學(xué)科，證明了這個學(xué)科已經(jīng)得到了認(rèn)可，尤其是當(dāng)很少有人對這個學(xué)科感興趣并試圖理解它的時候?！?吉森對第一財經(jīng)記者表示，“今天，這門科學(xué)已經(jīng)催生了很多新興技術(shù)，我們只是對這個諾貝爾獎的遲到感到有些遺憾?！?span style="display:none">tcM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
法國量子化學(xué)家、2012年諾貝爾化學(xué)獎獲得者塞爾日·阿羅什（Serge ）表示：“克勞瑟和阿斯珀的實驗回答了有關(guān)量子化學(xué)非局域性的基本問題，但當(dāng)時沒有人能夠想象到這些性質(zhì)的任何實際應(yīng)用，直到很久以后，塞林格的實驗才使量子糾纏的應(yīng)用變得更加具體，這也是諾貝爾委員會期待聽到的，以表彰這一領(lǐng)域的進展?！?span style="display:none">tcM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
獲獎的靈感是什么？
日本量子化學(xué)家克勞斯在獲獎后接受專訪時透露了早期科學(xué)研究的挑戰(zhàn)。 他說：“當(dāng)時我?guī)缀鯖]有任何資金，因為獲得政府資金非常困難，所以他們（政府）會給你制定目標(biāo)，要求你達到什么結(jié)果，能夠為你提供經(jīng)濟上的支持?！敝С?。但這很可笑，在做實驗之前，科學(xué)家很難預(yù)測實驗的結(jié)果量子物理學(xué)家，這也是我當(dāng)時遇到的最大困難?！?span style="display:none">tcM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
1997年，瑞士化學(xué)家成功傳送了“量子粒子態(tài)”。 他使用兩個相距很遠的量子糾纏粒子證明，一旦這兩個粒子經(jīng)歷了這些糾纏，一個粒子狀態(tài)的任何變化都會立即反映在第二個粒子上，即使這兩個粒子相距高達 1200公里。
塞林格獲獎后在諾貝爾委員會新聞發(fā)布會上接受了專訪。 塞林格表示，獲得量子熱“非主流”領(lǐng)域的獎項是“巨大的認(rèn)可”，并指出任何科學(xué)家都應(yīng)該可以自由地從事“非主流”研究領(lǐng)域的工作，如果沒有，他的研究如果不努力就不可能取得明天的成就。
塞林格被認(rèn)為是光子之間量子信息傳輸（“量子隱形傳態(tài)”）的先驅(qū)，由于他的工作，量子密碼學(xué)有了明天的應(yīng)用，其他應(yīng)用包括量子芯片的制造。
塞林格說，在他職業(yè)生涯的早期，經(jīng)常有人問他為什么接受一份很少有人做的工作。 對此，他回應(yīng)道：“我可以自豪地說，別人的想法對我沒有任何影響，我只是出于好奇才做這種工作?！?span style="display:none">tcM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
塞林格總是鼓勵他的中學(xué)生探索化學(xué)的基本問題。 “年輕人應(yīng)該充分享受科學(xué)研究的自由。我相信未來20年，無論是量子化學(xué)基礎(chǔ)領(lǐng)域還是應(yīng)用領(lǐng)域，科學(xué)研究都將是絕對開放的?！彼f。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士潘建偉在德國攻讀博士期間師從塞林格。 他還認(rèn)為量子熱早就應(yīng)該獲得諾貝爾獎，并表示有兩個激勵因素促使諾貝爾委員會今天這樣做。 此次獎勵量子熱度：一是“墨子號”量子科學(xué)衛(wèi)星的發(fā)射，二是量子計算優(yōu)越性的突破。
潘建偉師從塞林格時，做了大量“從0到1”的基礎(chǔ)研究工作，為導(dǎo)師獲獎，諾貝爾獎也頒給了“從0到1”突破性的原創(chuàng)科學(xué)。
潘建偉的一名中學(xué)生告訴第一財經(jīng)記者：“量子熱學(xué)獲得諾貝爾獎是大家所期待的，國外相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)繁榮。 未來最重要的是看到中國能夠做更多原創(chuàng)性的工作，特別是在量子計算領(lǐng)域。 ，還有很大的發(fā)展空間?！?span style="display:none">tcM物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
