为量子信息时代奠定基础
传态,塞林格,克劳
龙学锋
量子力学从20世纪初诞生以来,催生了晶体管、激光等重大发明,这被科学界称为第一次量子革命。近年来,以量子计算和量子通信为代表的第二次量子革命正在兴起。今年的诺贝尔物理学奖的获奖者,探索了纠缠的量子态,他们的实验为基于量子信息的新技术扫清了障碍,为目前正在进行的量子技术革命奠定了基础。
2022年诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·塞林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面做出的贡献。2010年他们就曾因量子纠缠领域的成就而同获沃尔夫物理学奖,12年之后的今天,他们又因量子信息科学技术方面的贡献而同获诺贝尔物理学奖。
如果量子力学描述的现象正确的话,两个用户A和B,无论间隔的空间和时间有多远,他们之间永远能产生关联。科学家对量子纠缠有一个通俗的解释:在浩瀚的宇宙中有一种现象似乎颠覆了自然法则,如果把两个粒子放到一起配对后,再把两个粒子分开,一个放在实验室,而另一个放在宇宙空间,此时神奇的事情就发生了。即使放在宇宙空间的粒子与地球上的粒子距离数百光年,也能相互关联。此时,科学家将地球上的一个粒子向左旋转,那么,宇宙空间的另一个粒子会同时向右旋转,不受地球与宇宙空间的距离限制。这就是神奇的量子纠缠现象。
量子纠缠是量子力学中最具争议的问题之一,不同学派的科学家对量子纠缠这样的诡异物理现象有着不同的解释,典型代表就是爱因斯坦和玻尔的争论。20世纪30年代,爱因斯坦与以玻尔为首的哥本哈根学派,就量子力学的根本问题展开了一场旷日持久的大辩论,其中争论的一个核心问题就是量子纠缠现象。
爱因斯坦认为,量子纠缠不可能让两个粒子超越空间进行瞬时作用 ......
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