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2022年诺贝尔化学学奖出炉,量子热学再登顶

更新时间:2023-10-24 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

2022年诺贝尔化学学奖公布,得奖者是阿兰·阿斯佩克特(Alain)、约翰·克劳瑟(JohnF.)、安东·塞林格(Anton),嘉奖她们通过光子纠缠实验,确定贝尔不方程在量子世界中不创立,并开创了量子信息这一学科。0wE物理好资源网(原物理ok网)

Alain是日本化学学家,出生于1947年2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠,结业于高等师范中学,1969年获得奥赛学院化学学硕士学位。伦敦萨克莱学院、帕莱索综合理工大学院士。以中性原子的镭射冷却、玻色–爱因斯坦汇聚、CHSH不方程与贝尔不方程的相关研究闻名于世。0wE物理好资源网(原物理ok网)

JohnF.,日本理论和实验化学学家。1942年出生于法国加利福尼亚州帕萨迪纳。1969年获得英国伦敦波兰学院博士学位。以对量子热学的研究而出名,尤其是对CHSH不方程的研究贡献。0wE物理好资源网(原物理ok网)

Anton,英国量子化学学家,1945年出生于荷兰,1971年获法国维也纳学院博士学位。现为维也纳学院化学学院士,英国科大学教授、美国科大学外籍教授和中国科大学外籍教授。常年从事量子化学和量子信息研究,是国际上量子化学基础检验和量子信息领域的先驱和重要开拓者。以发觉光子的量子纠缠而著名。0wE物理好资源网(原物理ok网)

得奖成果0wE物理好资源网(原物理ok网)

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量子力学诺贝尔奖_2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠_量子纠缠诺贝尔奖0wE物理好资源网(原物理ok网)

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贝尔不方程0wE物理好资源网(原物理ok网)

现现在,与量子热学的应用有关的研究领域早已显得十分庞大,这包括量子计算机、量子网路,以及安全的量子加密通讯。这一进展的一个关键便是2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠,量子热学容许两个或多个粒子处于纠缠态中。0wE物理好资源网(原物理ok网)

在很长一段时间里,化学学家都在思索,这些相关性是否与纠缠对中的粒子包含隐变量有关。所谓隐变量,指的是能告诉它们在实验中应当给出哪些结果的指令。0wE物理好资源网(原物理ok网)

20世纪60年代,约翰·贝尔(JohnBell)提出了以他的名子命名的物理不方程。这个不方程表明,假若存在隐变量,这么大量检测结果之间的相关性,将永远不会超过某个值。可是,量子热学预测,某种类型的实验将违背贝尔不方程,进而形成比其他情况更强的相关性。0wE物理好资源网(原物理ok网)

量子热学的纠缠对可以称作一台机器,它奔向相反方向抛出反色的球。当鲍勃抓到一颗球,并看见它是红色的时,他就立即晓得爱丽丝抓到了一颗红色的球。在一种使用隐变量的理论中,这种球总会包含着关于颜色的隐藏信息。并且,量子热学觉得,这种球都是黑色的,直至有人看见它们时,其中一颗会随机弄成红色,另外一颗则弄成蓝色。贝尔不方程表明,有一些实验才能分辨这种情况。这类实验早已证明了,量子热学的描述才是正确的。0wE物理好资源网(原物理ok网)

开创性的实验0wE物理好资源网(原物理ok网)

JohnF.延续了贝尔的看法,并进行了一项实际的实验。当他进行检测时,结果似乎违背了贝尔不方程,进而支持了量子热学。这意味一个使用隐变量的理论难以替代量子热学。0wE物理好资源网(原物理ok网)

John使用钙原子,在他利用一种特殊的光照耀粒子后,钙原子可以发射纠缠光子。他在两侧分别安置了一个过滤器,来检测光子的偏振光。经过一系列检测,他就能证明它们违背了贝尔不方程。0wE物理好资源网(原物理ok网)

在JohnF.完成他的实验以后,依然有一些漏洞存在。Alain对装置进行了改进,因而填补了其中的一个重要漏洞。借助他的装置,他还能在一个纠缠对离开它的源后切换检测设置,所以当它们被发射时存在的设置不会对结果形成影响。0wE物理好资源网(原物理ok网)

量子纠缠诺贝尔奖_量子力学诺贝尔奖_2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠0wE物理好资源网(原物理ok网)

Alain开发了这项实验,他用一种新的方式迸发原子,让它们以更高的速度发射纠缠光子。他还能否在不同设置之间切换,因而这个系统不会包含任何可能影响结果的预先信息。0wE物理好资源网(原物理ok网)

通过精密的工具和一系列的实验,Anton开始使用纠缠量子态。据悉,他的研究小组还展示了一种被称为量子隐型传态的现象,致使在一定距离中将量子态从一个粒子联通到另一个粒子成为可能。0wE物理好资源网(原物理ok网)

Anton后来对贝尔不方程进行了更多测试。他将激光对准一种特殊的晶体,创造了光子纠缠对,并使用随机数在检测设置之间切换。一项实验借助了来自遥远星体的讯号来控制过滤器,并确保讯号不会互相影响。0wE物理好资源网(原物理ok网)

这种研究和实验为当前量子信息科学的密集研究奠定了基础。就能操纵和管理量子态及其属性,使我们能否发展出具有意想不到的潜力的工具。这是量子估算、量子信息的传输和储存,以及量子加密算法的基础。这种日渐建立的工具使我们愈加接近这些现实的应用。0wE物理好资源网(原物理ok网)

第一次量子革命给我们带来了晶体管和激光,如今,在这种拿来操纵纠缠粒子系统的现代工具的帮助下,我们正在步入一个新的量子信息时代。0wE物理好资源网(原物理ok网)

近5年诺贝尔化学学奖得主名单0wE物理好资源网(原物理ok网)

2021年——美国耶鲁学院的真锅淑郎()和美国马克斯·普朗克气象研究所的克劳斯·哈塞尔曼(Klaus)因“物理模拟月球气候,量化变化和可靠地预测全球变暖”而共同分享一半奖金。另一半奖金由法国罗马学院乔治·帕里西()获得,理由是“发现从原子到行星尺度的化学系统的无序和波动的互相作用”。0wE物理好资源网(原物理ok网)

2020年——英国化学学家罗杰·彭罗斯(Roger)由于发觉黑洞产生是对广义相对论的可靠预测,独享一半奖金;俄罗斯国家科大学教授莱恩哈德·根策尔()和法国天文学家安德烈娅·盖兹(Ghez)由于发觉银河系中央存在超大质量的致密物体,共享2020年诺贝尔化学学奖的另一半奖金。0wE物理好资源网(原物理ok网)

2019年——美国耶鲁学院名誉院长詹姆斯·皮波斯(James)因“在数学宇宙学上的理论发觉”独享一半奖金,法国日内瓦学院院长米歇尔·马约尔(Mayor)和迪迪埃·奎罗兹()因“发现一颗环绕类太阳星体的系外行星”共享另一半奖金。0wE物理好资源网(原物理ok网)

2018年——美国科学家亚瑟·阿斯金()、法国科学家杰哈·莫罗()和美国科学家唐娜·斯特里克兰(Donna)得奖,理由是“在激光化学领域的突破性发明”。0wE物理好资源网(原物理ok网)

2017年——三名英国科学家雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什得奖,理由是“在LIGO侦测器和引力波观测方面的决定性贡献”。0wE物理好资源网(原物理ok网)

(来源:诺贝尔奖官网、原理、知社学术圈、青塔、中国新闻网等)0wE物理好资源网(原物理ok网)

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