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近日,诺贝尔数学学奖获得者Alain在接受电子工程专辑(EETimes)专访时说:“诺贝尔奖是因为显示了纠缠的非凡特点而获得的,但我还研究了许多其他惊人的量子现象,包括将原子冷却到一光子反冲力以下。”
2022年12月10日,数学学奖获得者Alain在颁奖典礼后展示他的诺贝尔奖铜牌
Alain是一位荷兰化学学家,因其在量子热学领域的开创性工作,非常是对纠缠粒子特点的开创性研究,于2022年获得诺贝尔化学学奖。
的研究点亮了量子化学学最“奇怪”的特点。他在1982年用纠缠光子做的贝尔不方程实验,帮助解决了1935年爱因斯坦-布尔的争辩。他和他先前的博士生、法国化学学家,此后证明了单一光子的波粒二象性。在与1997年分享诺贝尔化学学奖的美国化学学家Cohen-(1985-1992)开发了激光冷却原子后,他转向了原子光学:他的小组用原子而不是光子重新考量了量子光学的里程碑,并创造了无序材料量子模拟器。
在他的职业生涯中,进行了许多实验、揭示了量子世界的奥秘。他最重要的贡献之一是关于量子纠缠的工作:通过这些方法,两个粒子可以联系在一起,人们难以谈论每位粒子的状态,只能谈论这对粒子的全局状态。他对纠缠光子的研究为量子化学学的最新进展和量子估算的形成奠定了基础。
在接受专访时说:“诺贝尔奖是因为显示了纠缠的非凡特点而获得的,但我还研究了许多其他惊人的量子现象:包括将原子冷却到一光子反冲力(one-)以下。”
对冷原子的研究是一个创新的方式,它可以冷却原子、用激光固定和操纵它们。这些方式对于实现中性原子量子估算是最重要的2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠,他的研究还使得开发了用于单原子的光学钳子。
“我觉得光子对于生产随机数生成器原子和其他涉及几个量子比特的处理特别好,”说。“(法国中性原子量子估算公司)中使用的的中性原子方案的主要优势是可以实现三维结构,这意味着可以很容易地实现扩充。”
院士的研究通过违背贝尔不方程清楚地证明了两个不同光子之间的纠缠。纠缠物体的每位组成部份都与其他部份紧密相连(虽然它们被制止互相作用的距离分开)。纠缠是量子物体的一个基本特点,第二次量子革命也是由这一看法推进的。
说:“自80年代以来我们早已证明,当想有一个真正根本的量子现象时,须要才能解决单一的量子对象,而不是一个只能集体控制的对象的集合体。”
量子估算致力克服精典估算的限制,并带来前所未有的处理能力,以解决原先难以解决的现实世界问题。依据的说法,目前量子估算有两个主要挑战:第一个是退相干,主要与原子的屏蔽和冷却有关;另一个挑战是可以随便将任何站点与任何其他站点纠缠在一起。
但是,他觉得,解决这种问题没有根本的不可能;这只是一个工程和好主意的问题。
“量子估算技术将逐步提升,”说:“这如同你在许多工业应用中可以找到的学习曲线一样。”
“让我们以激光为例,”他说:“拥有对大多数应拿来说足够好的激光器花了几六年时间。我毫不怀疑,当需求来了,当没有任何基本的数学定理告诉我们这是不可能的,这就是一个工程问题。假如你有一个市场、如果你能投资资金,它应当迟早会成功;只是不一定是构想的那样。虽然在哪个阶段,人们也须要灵活性。”
也是的联合创始人,他觉得,我们在不远的将来应当有量子模拟的相关应用。第一个是与优化问题有关,如电网的平衡;这个问题正显得越来越重要,由于我们将须要在任何时侯平衡电动车辆充电厂所吸收的电力和网路需求。它类似于旅行推销员问题,其复杂性随着节点数目的降低而呈指数级下降。
是光学研究所的衍生产品,由-、、、和于2019年共同创办。
量子处理器可以构建在各类平台上,包括捕获离子、超导电路、量子点和中性原子。美国初创公司正在研究其中性原子量子估算平台,便于在2024年之前提供1000量子比特的量子计算机。
使用单个激光器,之后将其分成若干激光束。这意味着这个解决方案具有高度的可扩充性,由于它可以控制数百个量子比特。量子操作的质量与激光束的质量直接相关,比如,在频度稳定方面。她们正在使用最好的激光器来施行一些稳定技术,以保证量子操作的这些高效率。
另一个重要的应用是量子密码学。正如所强调的,“量子密码学的问题是我们须要量子中继器,由于超过几十公里,讯号都会变弱;为了拥有好的量子中继器,我们须要好的量子储存器。再度,我觉得没有任何数学学的基本定理说不可能开发出好的量子储存器,所以我们迟早会有一些。”
量子化学学提供了一种具有量子秘钥分发的信息理论上的安全方式,容许两个远程方安全地生成秘密材料。
当思索到量子估算的未来,说,我们除了须要优秀的化学学家和工程师,也须要优秀的计算机科学家。量子化学学很困难,大多在学院或公共研究中心研究。另一方面,假如工业界想步入这个游戏,我们也必须培养相应的专家。
量子估算技术在过去两年中取得了进展,预计在未来两年中会取得更大的进展。量子将主要是提高现有的计算机、很少会代替它们。新的量子技术将迅速发展,新的应用也将被创造下来。几年后2023年诺贝尔物理学奖量子纠缠,随着技术布署的强化,由精典和量子计算机组成的混和系统将出现。物理模拟可能是量子估算机具有最大影响的应用:这包括医学发觉和电瓶技术进步等应用。
工业界和学术界在量子估算方面的伙伴关系,将推动从简化采用先进的量子编程到在量子机器上执行的过渡。
这让研究人员和教育工作者对未来的容错量子计算机的量子应用设计有了关键的看法。未来的合作将为研究人员和教育工作者提供必要的工具和资源,以推动她们的量子估算研究和教育计划。
“几乎在我的一生中,我都在做基础研究,”说:“现在,接近我生命的终点,我必须承认,倘若这种基础研究有了应用,那是可能发生在我脸上最好的事情。这将是对我生命的一个挺好的额外回报。”
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