量子熱證明“世界是隨機的，上帝也擲骰子”。 但科學家們花了近一百年的時間才證明量子熱是正確的。
1964年，美國化學家約翰·貝爾（John Bell）提出了著名的貝爾不等式，其本質是“世界是非局部的，不能由局部變量決定”。 但當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。
這個在業(yè)界看似姍姍來遲的獎項對于量子科學領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獎的三位科學家之一、法國化學家阿蘭·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。 “我想我以后應該學會適應一段時間，”阿斯佩說。
阿斯佩的好同事、日內瓦研究所量子密碼專家、ID院長尼古拉斯·吉辛聯合創(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，他可能已經不再期待了。”
吉森認為量子熱早在 20 世紀 80 年代就應該獲得諾貝爾獎。 “阿斯佩和克勞斯這兩位科學家的工作很早，他們應該在20世紀80年代和貝爾一起獲得諾貝爾獎，他們早就應該得到認可；塞林格的到來讓量子熱在應用方面起飛了。” 他告訴第一財經記者。
1990年貝爾去世時年僅62歲。 他沒有等到諾貝爾獎，這是數學界的一大遺憾。 “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態(tài)度，但他發(fā)現了相反的結果！克勞斯也做了這個實驗，他最初假設他會發(fā)現量子力學是錯誤的，但他也結果卻與他的預想相反！” 吉森告訴第一財經記者。
量子糾纏是量子化學中最奇怪的現象。 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，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。
吉森認為，諾貝爾獎之所以這么晚頒發(fā)給證明了量子熱的科學家，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的，而且隨機風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家，”吉森說。
即便如此，吉森始終表示，他的同學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科，證明了這個學科已經得到了認可，尤其是當很少有人對這個學科感興趣并試圖理解它的時候。” 吉森對第一財經記者表示，“今天，這門科學已經催生了很多新興技術，我們只是對這個諾貝爾獎的遲到感到有些遺憾。”
法國量子化學家、2012年諾貝爾化學獎獲得者塞爾日·阿羅什（Serge ）表示：“克勞瑟和阿斯珀的實驗回答了有關量子化學非局域性的基本問題，但當時沒有人能夠想象到這些性質的任何實際應用，直到很久以后，塞林格的實驗才使量子糾纏的應用變得更加具體，這也是諾貝爾委員會期待聽到的，以表彰這一領域的進展。”
獲獎的靈感是什么？
日本量子化學家克勞斯在獲獎后接受專訪時透露了早期科學研究的挑戰(zhàn)。 他說：“當時我?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，要求你達到什么結果，能夠為你提供經濟上的支持。”支持。但這很可笑，在做實驗之前，科學家很難預測實驗的結果量子物理學家，這也是我當時遇到的最大困難。”
1997年，瑞士化學家成功傳送了“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”領域的獎項是“巨大的認可”，并指出任何科學家都應該可以自由地從事“非主流”研究領域的工作，如果沒有，他的研究如果不努力就不可能取得明天的成就。
塞林格被認為是光子之間量子信息傳輸（“量子隱形傳態(tài)”）的先驅，由于他的工作，量子密碼學有了明天的應用，其他應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。”
塞林格總是鼓勵他的中學生探索化學的基本問題。 “年輕人應該充分享受科學研究的自由。我相信未來20年，無論是量子化學基礎領域還是應用領域，科學研究都將是絕對開放的。”他說。
中國科學技術大學教授、中國科學院院士潘建偉在德國攻讀博士期間師從塞林格。 他還認為量子熱早就應該獲得諾貝爾獎，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”的基礎研究工作，為導師獲獎，諾貝爾獎也頒給了“從0到1”突破性的原創(chuàng)科學。
潘建偉的一名中學生告訴第一財經記者：“量子熱學獲得諾貝爾獎是大家所期待的，國外相關領域已經相當繁榮。 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域。 ，還有很大的發(fā)展空間。”
