2022年物理学诺奖：三位获奖者接力让量子力学从理论变为技术

21世纪经济报道记者白杨 北京报道

10月4日，瑞典皇家科学院宣布，将2022年诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）、美国科学家约翰·弗朗西斯·克劳泽（John F. Clauser）和奥地利科学家安东·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他们对于量子光学和原子物理方面的实验研究工作，尤其是在验证贝尔不等式方面的工作。

图自诺贝尔奖官网

诺贝尔奖官网写道，阿兰·阿斯佩、约翰·弗朗西斯·克劳泽和安东·塞林格各自使用纠缠的量子态进行了开创性实验，证明两个粒子即使在分离时也表现得像一个单元。他们的结果为基于量子信息的新技术扫清了道路。

资料显示，阿兰·阿斯佩于1947 年出生于法国，现为法国巴黎萨克莱大学和巴黎综合理工学院教授；约翰·弗朗西斯·克劳泽于1942年出生于美国，现在美国加利福尼亚州J.F.克劳塞协会工作；安东·塞林格于1945 年出生于奥地利，现为奥地利维也纳大学教授。

近年来，量子计算机、量子网络和量子加密通信已经开始得到应用，而决定该领域发展的一个重要研究内容就是量子纠缠。

关于量子纠缠的探索，起源于爱因斯坦和两位合作者发表的一篇论文。1935年，爱因斯坦（Albert Einstein）、鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）和纳森·罗森（Nathan Rosen）三位科学家发表一篇论文，质疑了量子力学的完备性。

他们提出，如果有两个粒子，它们相互作用后分开，这样就会出现对其中一个粒子的测量会影响另一个粒子的情况。这也被称作是“定域实在论”，认为一个粒子只在局部拥有其所有特性并决定了任何测量的结局。

1964年，理论学家贝尔（John Stewart Bell）提出了以他名字命名的不等式，使得可以从实验上检测 “定域实在论” 的预测。 

贝尔认为，即使允许其他未观察到的特性，在纠缠量子态中产生的两个物理分离粒子的特性之间的某些统计相关性也无法用任何局部确定的过程来解释。

1976年，约翰·弗朗西斯·克劳泽在一次实验中，按照贝尔不等式，实验证实了量子力学的正确性。

不过，在约翰·弗朗西斯·克劳泽的实验后，一些漏洞仍然存在。1981年，阿兰·阿斯佩开发了一种双通道类型实验装置，它弥补了此前相关实验的重要漏洞，并进一步证明了量子力学的正确性。

而1997年，安东·塞林格首次完成了量子隐形传态的原理性实验验证。量子隐形传态是从一个粒子向另一个粒子远距离传递未知量子态的方式，这一过程不需要传递粒子本身。

诺贝尔物理学委员会主席安德斯·伊尔贝克说，“越来越清楚的是，一种新型的量子技术正在出现。我们可以看到，获奖者在纠缠态方面的工作非常重要，甚至超出了关于量子力学解释的基本问题。”

可以预计，在诺奖的带动下，量子力学以及量子计算，无论是概念还是研究，都将迎来一个高潮。