10月4日，2022年诺贝尔化学学奖出炉，授予阿兰·阿斯佩（Alain）、约翰·弗朗西斯·克劳泽（JohnF.）和安东·塞林格（Anton）三位科学家，“以嘉奖她们对纠缠光子进行的实验，证明了对贝尔不方程的遵守和开创性的量子信息科学”。
世界顶级科学家峰会连线峰会青年科学家——电子科技学院基础与前沿研究院周强院长和上海学院化学大学马小松院长，对2022年诺贝尔化学学奖进行专业剖析并畅想未来量子领域发展。周强院长在数学学奖公布的前三天猜中诺贝尔化学学奖会颁给量子科学领域以及阿兰·阿斯佩，马小松院士与被誉为中国“量子之父”的潘建伟教授师出同门，是安东·塞林格（Anton）的中学生。
周强
ZHOUQiang
世界顶级科学家峰会青年科学家、电子科技学院基础与前沿研究院院长
研究领域包括量子互联网、量子估算、量子隐型传态、量子光学、量子元件等。周强院长是国际上首个城域量子隐型传态、首个通讯波段宽带量子储存器的主要完成人，在量子纠缠互联系统、量子纠缠光源、通信波段固态量子储存器等方面有丰富的经验积累。
马小松
MA
世界顶级科学家峰会青年科学家委员会成员、南京学院化学大学院士
课题组旨在于构建基于光子的量子信息处理系统，具体研究方向包括多光子量子态的形成、存贮，调控和侦测等。马小松院士观测到光的波粒两项性的可控量子叠加，并为未来的量子技术提供了新的控制手段，此研究获2019年度中国光学十大进展基础研究类奖项。
颁给量子信息
突出了科学发展“传帮带”的精神
WLAForum：周强老师第一时间就预测了化学学奖会颁给量子信息领域以及阿兰·阿斯佩，为什么这么坚定地觉得这个领域会得奖？
周强：量子信息科学，是从量子热学一脉相承出来的。我们看诺贝尔化学学奖的历史，量子热学领域曾多次拿奖，量子信息作为量子热学的后续发展，拿奖是早晚的事。
我们快速回顾一下发展时间脉络——
从1935年，爱因斯坦等人指责量子热学的正确性提出EPR佯谬开始，引爆了人们对量子热学不完备性的推论；同一年2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠，埃尔温·薛定谔（ErwinSchrö）提出了知名的“薛定谔的猫”，企图通过反证法或则是极端推演法表明量子热学存在问题；
到30年后的1964年，贝尔发展爱因斯坦的观点提出“贝尔不方程”，为EPR佯谬中的隐变量理论提供物理模型；
8年后的1972年，克劳泽-弗里德曼实验证明非局域量子纠缠的真实存在，这是人类第一次在贝尔理论的指导下，制备并观察到光量子纠缠，也是第一次对贝尔不方程的违反进行实验验证；
克劳泽院士出席第三届世界顶级科学家峰会的主题讲演《对量子热学基础的三个贡献》
1982年，阿斯派发展了愈加严谨的量子纠缠实验，进一步弥补了克劳泽实验的漏洞，证明爱因斯坦等人的“局域性”不再创立，再一次对贝尔不方程的违反进行实验验证；
再到90年代，安东·塞林格领导课题组用非线性光学与量子光学的办法实现量子纠缠光源，首次完成了量子隐型传态、量子纠缠交换的原理性实验验证，成为量子信息实验领域的开山之作2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠，促使量子信息领域朝着（量子互联网）的方向去发展。经过整整半个世纪，科学家才在实验上部份回答了爱因斯坦关于量子理论完备性的讨论。
爱因斯坦在“量子热学”发展中仍然像一个“反派”人物。他的“我一直相信上帝不会掷色子”流传很广并被视为反对“量子热学”的最佳证明。但事实上，爱因斯坦并非反对“量子热学”，而是仍然企图去解释量子热学提出的基本假定，例如量子态相干叠加原理，去证明量子热学的不完备性。
也正由于爱因斯坦之于“量子热学”的“反派”存在，才仍然使得小辈科学家们不断地努力对他进行指责，促使了这一领域的发展。爱因斯坦和玻尔两位科学大师就量子问题细节的论争也是科学精神最为淋漓尽致的彰显，是人类科学发展不可多得的精神财富。
去年化学诺奖为何要给量子信息，由于诺贝尔化学学奖早已错过了约翰·斯图尔特·贝尔(JohnBell)，贝尔承继了爱因斯坦的伟业去证明量子热学的不完备性，进而提出了贝尔不方程（Bell's）。去年化学学诺奖的三位科学家，通过实验否认了贝尔不方程在量子世界中不创立，在此基础之上，把量子纠缠资源引入当下科技生活之中，发展出了量子信息技术。所以我觉得诺贝尔奖应当给到量子信息这个领域，事实上早就应当给到贝尔。量子信息领域也因而给出了一个译音梗“No-BellPrize”。
马小松：了解去年的诺奖成就“量子信息”之前，必须先理解这两个概念，“量子”和“量子纠缠”。当一个物体存在最小的不可分割单元时，我们就说它是量子化的，并把这个最小单元称为一个量子。这个概念由美国化学学家普朗克在1900年研究宋体幅射时率先提出。量子化是量子热学的主要特点之一。不仅能量以外，电荷、粒子载流子等化学量也是量子化的。我们了解了微观世界的原子和分子，而想要更好地描述世界，所依赖的理论根据就是量子热学。
Johan/TheRoyalof
假如量子热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，她们之间永远能形成关联。这就是神奇的量子纠缠现象。从20世纪70年代末开始，科学家们就在进行量子纠缠方面的工作。此次三位科学家在诺奖评比中的胜出，赢在了她们对于量子化学最关键工作的印证，包括对贝尔不方程的遵守，这种实验研究级大地推动了产业发展，展现出了量子热学和精典热学的不同之处。
借助量子纠缠，科研工作者们早已相继在量子通讯、量子估算、量子精密检测等领域作出实践性开拓。其中量子通讯就是贝尔不方程遵守的一个重要应用场景。量子通讯最大的优点是安全，它不会改变我们目前的信息通讯形态，但却还能让信息愈发安全。可以看做是一个自带“保险柜”的加密通讯过程，如果有人企图在通讯过程中泄露信息，这么正在通讯的双方都会迅速得悉。为此，在未来拥有宽广的前景。
周强：从某种意义上说，获得诺贝尔化学学奖的途径之一，就是完成伟大数学学家们的心愿。例如说，关于“量子纠缠”是爱因斯坦和量子热学赫尔辛基学派创始人玻尔贝生前喋喋不休辩论的一个问题；贝尔对她们的争辩在理论上做了重要补充，后来通过实验发展至今，并证明具有特别可观的应用前景。我想这是诺奖委员会最想见到的，既有坚实的理论“传帮带”，又衍生出未来蓬勃的产业发展机会。我们的年青科学家肯定会想我们如何去拿诺贝尔奖？有一个角度就是去瞧瞧伟大科学家的心愿清单还有什么。
安东·塞林格印象：
60多岁还要跟年青人做实验
WLAForum：安东·塞林格院士是小松院士在英国读博士和博士后阶段的导师，能够跟我们分享一下您对他的印象以及他对您的一些影响？
马小松：我是2005年开始在安东·蔡林格院长的一个课题组做博士生研究，2010年博士生结业，然后又继续做了三年博士后。这个7年的时间跨径其实有好多点点嘀嘀的事情，不管是在实验科学研究还有在生活上都跟安东有好多的接触。
安东诙谐、幽默，颇具人情味。对于基础数学仍然保持着浓郁的兴趣和好奇心。我主要想分享一件影响我一生的案例：我们在2008年开始做一个长距离的室内量子隐态传送实验计划，选址在英国加拉利群岛中的两个岛之间。不仅不断优化实验提高成功率外，我们更多受制于外场的天气诱因。2010、2011年，连续三年遭到了撒哈拉荒漠的沙尘暴影响，实验均无法完成。
2012年的5、6月，我们第四年踏上同样的路程。那一年，原本由于沙尘暴影响也不顺利，后来天气好转后，大伙心情遭到了极大鼓舞；但更重要的是，安东赶来了现场。
那种时侯，安东早已60多岁，功成名就，却自己一个人坐客机、到机场后租车，一人一路驱车开到了海拔2000多米的实验观测站点，每晚从早上九点到隔日早晨六点，跟我们一起做实验。仔细了解实验当中的痛点和问题，跟我们讨论实验怎样改善，这对我们实验工作的举办和进步有十分大的帮助和支持。作为一个初期的科研工作者才能得到这么资深专家的贴身指导，对我而言是受惠终生的。
马小松院士和安东·塞林格院长合照
周强：去年的数学学诺奖颁给安东也是实至名归。第一，安东将量子纠缠光源做得愈发实用，使之进一步得以工程化，实现更多的应用发展，提高了人们对科学理论的信心。第二，在他领导下，科学家们作出了量子隐型传态、量子纠缠交换等实验验证，为量子信息的未来发展奠定了基础。去年化学诺奖委员会的发言人提及，量子信息现今的迈向是（量子互联网络）。量子互联网络上面有一个很急切的需求，就是要把量子资源进行高速、高保真、长距离的传递，这么这儿面有一个技术叫量子纠缠交换。在前人（例如克劳泽和阿兰）的实验上面是很难做到的，这也是他独立于其他两位大神的研究成果。
2022化学诺奖
有中国人的贡献
WLAForum：怎么理解去年诺奖委员会提及的诺奖成果中有中国人的贡献，以及目前中国在量子科学方面的发展？
周强：化学学诺奖颁给量子信息，尤其是颁给安东，这儿面有中国人的贡献。量子互联网日渐迈向实用，我们国家在这方面做了特别重要的贡献。潘建伟教授和马小松老师都是安东培养的优秀科学家，通过潘建伟教授领衔的“墨子号”量子科学实验卫星，安东团队以合作方式参与到中国科大学主导的洲际量子通讯实验。在颁奖现场，诺奖委员会发言人提到到这个实验。诺奖奖励首创性工作，最多一个奖项只有三个名额，假如有更多的名额，我想还有好多优秀的科学家就会在名单之列。
2016年8月16日，我国在兰州卫星发射中心用长征二号丁运载鹈鹕成功将世界首颗量子科学实验卫星"墨子号"发射升空。
目前我国正在扎实推进量子信息科技从理论到实验再到工程应用。我想这次得奖的几位科学家应当还有一个梦想，就是在不远的未来，让人人都能用上量子计算机，人人都还能用上量子加密的信息网路，实现量子互联网。
我想去年颁授的诺奖将进一步坚定我国大力发展量子科学的决心。在如此一个时刻，我们应当会对此更有信心。
量子估算获诺奖
还须要多久？
WLAForum：未来量子估算是否有机会拿诺奖？量子估算的应用可能会比量子通讯更晚，这么大约多少年之后我们可以看见有应用前景或则像刚才周老师说的愿景——人人都用上量子计算机？
马小松：假如说量子估算要拿奖，或则说要有一些真正的商业性应用，对我们日常生活有一些帮助，它必须找到一个实际的算法。目前我们其实早已有一系列实验工作彰显了量子系统才能赶超精典系统的一些特定任务的演示，然而这种特定任务跟我们的实际需求和实际问题能够联系在一起，是接下去须要进一步审视的问题，这儿存在巨大挑战。我相信假如这种挑战才能完成，量子估算离实用性的应用会更进一步。
周强：量子估算无疑是一个重要方向，它一定会拿诺贝尔化学学奖，不晓得会是哪些时侯。我们回头看，量子估算也是在完成一些伟大数学学家的心愿，其中一个就是理查德·菲利普斯·费曼（）。费曼提出量子估算（模拟）的概念，是由于用现今的计算机去解决量子化学问题的时侯困难重重，随着体系的变大我们花费的资源越来越多，多到精典的手段未能解决，他希望后来的科学家研究出服从量子热学规律的机器，就能直接去处理量子化学系统的问题。近40年过去了，如今还没有达到费曼最初的构想。这么，之后的年青科学家假若达到了费曼当年的构想，量子估算才能做一些实际的问题求解，我想诺奖委员会应当会考虑颁奖给以这次得奖者相像的量子估算先驱们。
现今有好多优秀的年青科学家会投入进来做量子计算机。假如更多优秀科学家转入量子计算机行业来发展，组织更多的人力物力研究量子计算机，我想费曼的心愿能否尽快实现，那种时侯将是颁授诺奖给量子估算的一个时机。
撰文|排版：陈墨
