2022诺贝尔物理学奖揭晓

北京时间10月4日，2022年诺贝尔物理学奖揭晓，Alain Aspect、JohnF.Clauser和Anton Zeilinger.获奖。以表彰他们在量子信息科学研究方面作出的贡献。奖金为1000万瑞典克朗。

2022年诺贝尔物理学奖发的众望所归，颁奖词清晰表述了是为了表彰阿兰·阿斯佩(Alan

Aspect)、约翰·弗朗西斯·克劳泽(JohnF. Clauser)、安东·塞林格(AntonZeilinger)，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的贡献。他们验证了人类迄今为止发

现的最奇怪现象:量子纠缠。并且，他们的研究让我们可以利用这种现象，来实现量子计算、

量子通信，甚至是为星际传送这种科幻内容，提供了理论可能。

那么，什么是量子纠缠呢？

在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子缠结或量子纠缠（quantum entanglement）。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象；在经典力学里，找不到类似的现象。

首张量子纠缠影像

1972年，约翰·克劳泽与史达特·弗利曼（Stuart Freedman）首先完成这种检试实验。1982年，阿兰·阿斯佩的博士论文是以这种检试实验为题目。他们得到的实验结果符合量子力学的预测，不符合定域性隐变量理论的预测，因此证实定域性隐变量理论不成立。但是，每一个相关实验都存在有漏洞，这造成了实验的正确性遭到质疑，在作总结之前，还需要完成更多精确的实验。

这些年来，众多研究结果促成了应用这些超强关联来传递信息的可能性，从而导致了量子密码学的成功发展，最著名的有查理斯·贝内特（Charles Bennett）与吉勒·布拉萨（Gilles Brassard）发明的BB84协议、阿图尔·艾克特（Artur Eckert）发明的E91协议。

2017年6月16日，量子科学实验卫星墨子号首先成功实现，两个量子纠缠光子被分发到相距超过1200公里的距离后，仍可继续保持其量子纠缠的状态。

2018年4月25日，芬兰阿尔托大学教授麦卡﹒习岚帕（Mika Sillanpää）领导的实验团队成功地量子纠缠了两个独自震动的鼓膜。每个鼓膜的宽度只有15微米，约为头发的宽度，是由10个金属铝原子制成。通过超导微波电路，在接近绝对零度（-273.15摄氏度）下，两个鼓膜持续进行了约30分钟的互动。这实验演示出宏观的量子纠缠。

简单来说，量子纠缠是两个或者两个以上粒子组成的粒子系统中，粒子相互影响时产生的现象，最特殊的地方在于，即使这些粒子在空间中是相互分开的，它们也可以相互影响，这是什么概念呢？大概就类似于我们常说的“心灵感应”，两个人不相互接触，也可以相互影响对方。

不过，量子纠缠本身不会传递信息，所以这个现象不违背我们的物理定律，自从人类的物理学诞生开始，就对“超远距离作用”的存在争论不休，一些物理学家在解释一些现象的时候，会假设存在某种超远距离作用，但是更多的科学家认为，超远距离作用并不存在，爱因斯坦也是这种观点的支持者，可是量子纠缠就是一个现实存在的超远距离作用。

量子纠缠神秘到什么地步呢？两个量子一个在地球，一个在月球，改变一个量子的状态，另外一个量子的状态也会发生变化，神奇之处在于这种变化是瞬间的，是忽略时间的，也可以理解为是超光速的，相对论并没有限制超光速，而是限制了信息传递速度不能超光速，所以量子纠缠没有违背物理定律，但是我们又不能很好的描述这个现象。

爱因斯坦对量子力学的不满意有很大一部分就源自于量子纠缠现象，爱因斯坦还曾经发表论文用量子纠缠来向世人阐述量子纠缠的不完善，其实爱因斯坦没有觉得量子力学不正确或者是不靠谱，而是觉得量子力学这个理论不完善。

其实这是一件很正常的事情，人类物理学发展的时间并不长，总体来看只发展了几百年的时间，描述这个有138.2亿年的宇宙肯定存在一些不完善的地方，人类的物理定律并不完善，换句话来说，想要找到一个完善的物理定律几乎是不可能的事情，因为宇宙尺度远超我们的想象，找到一个完美且可以描述一切的物理定律，需要十分漫长的时间，和超高的科技程度。

所以，量子纠缠这个现象的神秘之处在于，我们无法很好解释这个现象，在宇宙中也找不到其他类似的想象，所以才会感觉这个现象很“诡异”，不过这个现象本身是真实存在的，也没有违背现有的定律。

今天内容就分享到这里了，点个关注吧！