2022年诺贝尔物理学奖揭晓！你了解量纠缠态吗？

　　如何跨越理论与实践之间的鸿沟一直是人类发展史上的难题，解题过程通常要耗费人类上百年的时间和精力，甚至付出许多科学家的生命，比如日心说、比如达伽马发现好望角。
　　现代以来科学技术革命迎来了日新月异的发展，然而超前的重大理论依然需要等待科学家灵光一闪的时刻才能瓜熟蒂落应用于实际。爱因斯坦早在1905年就已经提出质能方程，然而这一理论的应用直到46年之后，人类才学会用原子制造核电站。
　　量子力学，这个宇宙中最神秘的理论，在哲学层面讨论了数百年。如今终于被现实世界的物理实验揭开了它神秘的面纱。
　　2022hr01hr诺贝尔物理学奖
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　　北京时间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了法国科学家阿兰阿斯百科特（AlainAspect）、美国科学家约翰克劳塞（JohnF。Clauser）和奥地利科学家安东蔡林格（AntonZeilinger）。
　　诺贝尔奖官方给出了他们的颁奖理由：因为他们进行的纠缠光子实验，打破了贝尔不等式，从而在量子信息领域取得了开创性的成就。
　　图片来自：诺贝尔官网
　　对于物理专业的，纠缠光、尔不等式、量信息领域这些概念仿佛是天书般，不过没有关系，因为这些抽象的概念对于物理专业从业者来说也不是容易解释的事情。
　　今天，我们请到了唯寻高端项目负责人李青林导师，带我们深度了解本次诺贝尔物理学奖为何能引起这么大的讨论。
　　科普
　　02hr量子纠缠态
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　　很多小伙伴可能从社交媒体听到过这样些概念：遇事不决，量学、薛定谔养了只不知死活的猫，在这些戏背后隐藏的正是当今物理学界讨论的热点话题：量纠缠态（EntangledQuantumState）。
　　学术化的语来解释下这个概念：当两个粒处于量纠缠态时，某测量完个粒的属性后即可确定另个粒的属性，不需要再单独测量。
　　为了便于理解，我们可以想象这样个实验：个球被送到个向，个球被送到相反向。观察者抓到个球，看到它是的，就可以即说，朝另个向移动的球是的。
　　以爱因斯坦为的物理学家认为，这些球定包含着某种显示颜的隐藏信息，只不过我们在测量之前并不知道已。然量学说，这些球本来是灰的，直到有看着它们时，其中个就会随机变成，另个会变成。
　　上图中是物理学界对于这问题提出的两种假设：
　　隐藏变量理论（HiddenVariables）量学（QuantumMechanics）
　　期以来，这两种解释在理论层甚哲学层直被众多顶级物理学家所争论。直到20世纪60年代，位天才物理学家从数学度提出了个可以裁决两个理论正误的不等式。
　　1JohnStewartBell
　　英国物理学家JohnStewartBell（约翰尔）于1964年提出了以他名字命名的数学不等式：如果存在隐藏信息，量测量结果之间的相关性将永远不会超过某个值。
　　（JohnStewartBell，19281990）
　　（贝尔不等式）
　　然，量学预，某种类型的实验结果将违反尔不等式，从导致更强的相关性。因此，尔不等式变成了个裁判，能够说明到底是哪种解释更符合实验结果。
　　2JohnClauser
　　图片来自：网络
　　JohnClauser（2022年诺尔物理学奖三剑客之）在尔的想法之上，设计了个可操作的实验。当他进测量时，明确的结果直接违反尔不等式。这意味着纠缠态不能被个使隐藏变量的理论所解释。
　　3AlainAspect
　　但是JohnClauser的实验仍然存在些漏洞。于是AlainAspect开发了个可以弥补其重要漏洞的装置，能够在纠缠粒离开其源头后切换测量设置，导致发射时的设置不会影响最终结果。
　　图片来自：网络
　　4AntonZeilinger
　　AntonZeilinger在前两的基础上，利更精炼的具和系列的实验，开始使纠缠的量态。
　　图片来自：网络
　　他的研究组证明了种叫做量传送（QuantumTeleportation）的现象，使量态从个粒移动到很远之外的另个粒成为可能，这意味着类可能开启超光速通讯的。
　　量子
　　03hr新纪元
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　　与前几届诺贝尔物理学奖不同的是，今年的诺贝尔奖颁发给了进行实验工作的三位物理学家，这让世界的理论物理学者们精神一振。
　　图片来自：诺贝尔官网
　　回溯物理学史上的几次里程碑的事件，除了学界早期在哲学层面上对于量子纠缠态的讨论，贝尔的实验也推动了第二次量子革命的发展。
　　在贝尔实验的基础上，今年的两位获奖者JohnClauser和AlainAspect让物理学界看到了纠缠的重要性，并提供了在更加复杂和令人难以置信的情况下创建、处理和测量纠缠态的技术，他们也因揭开了物理学界新的篇章而受到表彰。
　　图片来自：新华网
　　第三位获奖者AntonZeilinger的实验对纠缠态的创新使用做出了突出贡献，他的工作使得纠缠态在好奇心驱动的基础研究中和量子密码学等领域的应用都产生了新的火花。
　　今年获得诺奖的成果为基于量子信息的新技术扫清了道路，它赋予了人类能够操纵和管理量子态及其所有层次的属性，使我们能够获得意想不到的工具。这就是量子计算、量子信息的传输和存储以及量子加密算法的基础。
　　图片来自：网络
　　上世纪发生的第一次量子革命给我们带来了晶体管和激光，人类从此摆脱了笔头计算，开始拥有电子计算机甚至超级计算机的算力，小到手机芯片大到航空航天等精密仪器，人类近几十年的科技发展都离不开第一次量子革命的技术变革。
　　而即将到来的第二次量子革命又能给人类带来什么跨越式的发展？进入21世纪，好奇的人类不再像前几个世纪一样徘徊在信息技术的殿堂之外，现在的我们正站在量子新纪元的台阶上，缓缓推开进化和未知世界的大门。