光子盒研究所
新数据显示，诺贝尔数学奖获得者一般平均要等待 20 年才能获得这一享有盛誉的荣誉。
— 对于约翰（约翰·克劳斯饰）来说，等待的时间是两倍多。
2022年10月4日，这位80岁的化学家将与阿兰（Alan Aspe）和安东（Anton ）一起被评为诺贝尔化学奖共同获得者。 他们因进行开创性的“纠缠光子实验、违反贝尔不等式以及开创量子信息科学”而受到广泛赞誉。
克劳斯的研究可以追溯到 1972 年：他反驳了量子热的有效性，并为密码学和计算领域的新兴应用奠定了基础。
近日，克劳斯正在美国访问，并在“量子日本2023峰会（）”上发表了非常特别的演讲——这是由科学技术信息通信部和韩国研究院主办的量子信息国际会议。 这是 2025 年庆祝学校 120 岁生日的下一次智能峰会的一部分。
约翰·克劳斯在釜山西部东邦门区的一家酒店接受美国《中央晚报》记者采访。
6月26日，美国最大媒体《中央晚报》记者在釜山西部东邦门区的一家酒店会见了诺贝尔奖获得者，并讨论了他的成就。
恭喜您获得诺贝尔奖。 你感觉如何？
我真的非常兴奋。 百分之九十的科学家想要诺贝尔奖，百分之十都是骗局； 这是一个人可以获得的最高荣誉。
问：请介绍一下您的获奖研究？
克劳斯：基本上，尼尔斯·玻尔和阿尔伯特·爱因斯坦之间就量子热的含义以及量子热是否是一个完整的理论进行了争论。 事实证明，这个问题从未得到完全解决。 在试图理解随机性从何而来以及量子热的叠加从何而来时，他（爱因斯坦）认为量子热并不是一个完整的理论。 他想减少理论中没有的额外变量——“隐藏变量”——以解释纠缠。
那么，什么是纠缠呢？ 薛定谔提出了两个方程。 第一个方程描述了氧，它有一个电子； 第二个方程描述氢，它有两个电子。 在第二个方程中，他发现两个电子以某种方式交织在一起并纠缠在一起； 正如薛定谔所说，这是一个非常复杂的方法，人们无法理解，但为了解释氦光谱，这是必要的。
根据薛定谔的第二个方程，当两个电子相距很远时，它们仍然以一种特别奇怪、紧密的形式纠缠在一起。 那么当时的问题是，这真的正确吗？ 如果它们紧密地堆积在氦原子内，它们实际上会相互作用。 但如果你把它们放在很远的地方，它们仍然会根据量子热学相互作用。 这让薛定谔和爱因斯坦都感到不安。 因此薛定谔甚至认为这个方程是错误的。 电子的纠缠似乎消失了，但这将改变理论的预测。 于是这就成了玻尔和爱因斯坦之间的争论。
爱因斯坦想要减少额外的变量，玻尔说不：他们不需要。 我们能想到的理论的任何改变都会改变预测； 没有人愿意承认这些预测可能是错误的。
——只是出了点问题。 所以基本上，这些条件一直持续到 1964 年，当时约翰·贝尔正在研究这个理论。
他发现了一个极其惊人的结果。 事实上，在量子热学中添加这个额外的变量是完全不相容的，并且改变了量子热学的预测，与爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基和内森·罗森的预测完全相反，这纯粹是嘲讽。
然后在 1969 年，当我还是一名研究生时，霍恩、阿布纳、霍尔特和我说，事实上，量子热并不总是完全正确的。 所以，我们把贝尔的结果改成了可以实际实验测试的方式。
因此，我最终在 1972 年与斯图尔特·弗里德曼 ( ) 一起做了一个实验。当时，我不知道做这个实验时会发生什么； 但我知道我会以某种方式解决玻尔和爱因斯坦之间的争论。 谦虚地说，我把赌注押在爱因斯坦身上：他是我心目中最伟大的英雄之一；他是我的英雄。 但我不知道的是，在做实验时，我发现爱因斯坦错了，玻尔是对的。
我才敢真正出去尝试一下。 事实上，我在 70 年代初期做了四次不同的实验。 我的共同诺贝尔奖获得者、来自伦敦的艾伦·阿斯佩 (Alan Aspe) 的工作是在 80 年代完成的； Anton 始于 80 年代末，一直持续到 90 年代和 2000 年代。
从那时起，事情明显发生了变化。
1975 年 11 月 7 日，克劳瑟和斯图尔特·弗里德曼在加州研究所伯克利校区进行了量子热实验2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠实验，以测试贝尔定律，克劳瑟是加州研究所的博士后研究员。
问：您在上一篇文章中提到，当决定测试贝尔的提议时，每个人都告诉您这是不可能的，甚至包括您的导师。 是什么促使你做这个实验的？
克劳斯：我意识到什么是利害攸关的； 整个数学平台都处于危险之中。 从伽利略和牛顿2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠实验，一直到爱因斯坦，人们想要一种用微分方程封装的数学描述，来描述在我们生活的三维世界中事物如何作为时间的函数进行通信。
迈克·霍恩和我推测这是不可能的。 这是支撑爱因斯坦数学攻击计划的整个基础平台； 不幸的是，我们在这件事上已经把所有的腿都从椅子上拉了出来。
——这非常令人沮丧； 我从一开始就知道这会是一个问题。 迈克霍恩和我终于弄清楚了这样做的所有细节。 其他人没有意识到做这种实验有多大风险，这就是我坚持下去的动力。 虽然其他人都告诉我，我做这种实验完全是疯了，但这会毁掉我的职业生涯。 嗯，确实如此。 我从来没有当过院长。
但我认为我的实验都很重要。
问：目前正在开发各种利用量子纠缠的量子技术，例如量子计算机和量子加密卫星。 就国家发展而言，您认为什么技术是最优先考虑的？
克劳斯：温和地说，我怀疑量子计算机有点被夸大了。 普通计算机能解决的问题数量以百万或数十亿计； 量子计算机只能有效解决少数问题。 量子加密是新技术的主要驱动力。 事实上，金融行业对加密非常感兴趣，因为它能够完全加密地发送金融交易和类似的通信，因为所有政府机构都会保守秘密。 因此，加密通信（尽管仅在您的手机上）明天将非常重要。 对此，量子加密是相当有价值的。 我想说它比量子估计更有价值。
问：卫星量子通信所需的纠缠粒子的规模或数量是多少？是否有可能在这些规模下保持纠缠？
克劳斯：这是可能的。 第一颗此类卫星是中国几年前发射的“”卫星。 据《&News》文章报道，据我所知，日本没有任何量子加密卫星。 许多其他国家都有进行量子加密的项目。
据我所知，目前唯一真正在飞行的量子加密卫星是中国的墨子号卫星。 我想我已经问过我的朋友为什么没有英国卫星了。 最好的猜测是，一路上有太多的（潜在的）泄漏，有太多的方式让它真正被黑客攻击，也有太多的方式让它从平台上消失。
问：您认为量子领域还有其他领域有可能赢得下一届诺贝尔奖吗？
克劳斯：祝他们好运！ 我花了50年的时间，我不知道为什么花了这么长时间。 我推测有些诺贝尔奖涉及政治，我很高兴我得到了一个。 在数学中，我听到的最紧迫的问题是以某种形式统一广义相对论和量子热——我认为纠缠是将两者结合起来的某种问题的关键。
最紧迫的问题是以某种方式将广义相对论与量子热统一起来。
问：您认为哪些研究课题对于学术界在量子领域取得突破至关重要？
克劳斯：没有人能肯定地说。 事实上，我们所有从事这项工作的人都不知道会有应用程序。 我们只是在研究纯数学。 但拥有良好、强大的科学研究计划至关重要。 没有这个，我们将一事无成。 如今，化学领域的某些研究领域我觉得很荒谬，比如弦理论。 但谁知道呢？ 我无法预测。
既然你谈到了，量子纠缠被证明之后，人们对量子技术的希望是非常大的。 有人说，到2030年，市场规模将超过1万亿美元，即770亿港元。 50年前你有想过这个市场会发展得这么大吗？
绝对不。 这完全超出了我最初梦想的范围。 当我进行实验时，我不知道会得到什么结果。 我赌爱因斯坦，但不知道结果如何。 我知道我会得到结果，我知道我会解决这场辩论。 除此之外，我什么都不知道。
问：量子实际上是美国12项国家战略技术（日本政府寻求战略发展的技术）之一。 您对日本的量子研究有什么想法吗？
克劳斯：我对此了解不够，无法回答。
问：日本的量子研究现状如何？
克劳斯：实际上，对于科学来说，自从罗纳德·里根成为总理以来，澳大利亚科学仍然严重资金不足。 自里根政府以来，科学预算占国内生产总值的百分比持续回升。 在共和党的领导下，它仍在增长。 在民主党的领导下，这一数字趋于持平。 但最终的结果是，多年来，它已降至世界最低水平之一。
我对德国的科学研究状况感到非常沮丧。 据了解，所谓的 STEM 学院和工程学院之间存在竞争。 工程实际上优于 STEM。 最终的结果是，科学素养，特别是身体素养，已经上升了。 我强烈怀疑美国人可能普遍比德国人受教育程度更高。 我没有这方面的统计数据，但我不会感到安慰。
问：从长远来看，您认为 STEM 研究资金不足存在哪些问题？
克劳斯：你需要钱来做研究。
日本实际上成为第二次世界大战中的世界领导者。 有大量资金投入科学研究、航空、雷达电子、物理学和原子弹研究。 只是投入了大量资金：战争结束时，科学家们留下了许多新技术，他们可以将这些新技术应用于战前甚至不存在的实验化学。 这是技术状况的一夜之间的变化。 这一切都与政府为第二次世界大战提供的大量资金有关。
参考链接：
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