人类向量子世界又迈进了一步

　　中国青年报客户端北京10月4日电（中青报·中青网记者 张渺）著名物理学家费曼曾说，世界上没有人真的懂量子力学。量子力学理论中描述的一些现象，看上去听起来，不仅让普通人头疼，也让很多物理学家头疼。

　　北京时间10月4日17时45分，据诺贝尔奖官方网站公布，2022年诺贝尔物理学奖得主为法国物理学家阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）、美国科学家约翰·克劳瑟（John F. Clauser）和奥地利科学家安东·塞林格（Anton Zeilinger）。他们用光子纠缠实验确认贝尔不等式在量子世界不成立，并开创了量子信息科学。

　　“三位科学家都使用纠缠量子态进行了突破性的实验。在量子纠缠中，两个粒子即使在分离时，也像整体一样。他们的成果为基于量子信息的新技术扫清了道路。”这是诺贝尔奖官方网站获奖公告中，对三位科学家科研成果的描述。

Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院

从未谋面的纠缠粒子。Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院

　　1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森联合发表了一篇论文，提出量子力学还不完备，应该还有尚未发现的理论，即某种“隐变量”，可以完整解释物理系统所有可观测量的演化行为，以避免任何不确定性或随机性。

　　三位物理学家设计了一个有关量子纠缠的思想实验来论证这一观点，这篇论文的论述后来被称为“EPR佯谬”（三人首字母缩写）。

　　在狭义相对论中，物体只能直接地被毗连区域发生的事件影响，而不能被遥远区域发生的事件以超过光速的传递方式间接影响，也就是“定域性”的。爱因斯坦始终对量子力学的哥本哈根诠释无法接受，他曾为此说出“上帝不掷骰子”，也认为不应该存在“鬼魅般的超距作用”。

　　上个世纪60年代，物理学家约翰·贝尔基于EPR佯谬，提出了贝尔不等式并设计了一个思想实验，使EPR佯谬具备了被实验验证的可能性。论文发表之后，几十年来，物理学者想出很多种实验来检试贝尔不等式，其中就包括了如今的三位获奖者。

　　想要验证贝尔不等式需要很高的实验条件，因此直到20世纪70年代，验证工作才陆续开始。美国理论和实验物理学家约翰·克劳瑟首先进行了尝试，然而他的实验仍然存在一些漏洞。1982年，阿兰·阿斯佩第一次真正意义上验证了贝尔不等式。作为组长，他和法国奥赛理论与应用光学研究所里的科学家们一起进行了实验。实验结果违背贝尔不等式，这说明隐变量不存在，量子力学是“非定域性”的。

　　1997年，由安东·塞林格所领导的因斯布鲁克大学研究组，首次完成了量子隐形传态的原理性实验验证。次年，他们让光子飞出相距400米，这一实验使得将量子态从一个粒子转移到远处的一个粒子成为可能。量子隐形传态又称量子遥传或量子远距传输，是一种利用分散量子缠结与一些物理讯息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。

　　人类对未知的探索永无止境，量子力学充满了难以言喻的美丽。如今，许多基于量子力学的研究成果，都已经能够在应用领域发挥一定作用，比如正在快速发展的量子计算机和量子加密通信技术。

　　“越来越清楚的是，一种新的量子技术正在兴起。我们可以看到，获奖者在纠缠态方面的工作极其重要，甚至涵盖了对于量子力学基本问题的解释，”诺贝尔物理学委员会主席安德斯·伊尔贝克说。