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2022年诺贝尔物理学奖授予了三位科学家 ， 瑞典皇家科学院于10月4日宣布 ， 约翰·克劳斯（JohnF.Clauser）、阿兰·阿斯佩克（AlainAspect）和安东·泽林格（AntonZeilinger）因纠缠光子实验 ， 违反贝尔不等式 ， 开创量子信息科学”而获得1000万瑞典克朗（91.5万美元）奖 。
【证明量子纠缠行为存在，量子纠缠之父——2022年诺贝尔物理学奖】三位科学家的工作重点是量子纠缠 ， 在这个过程中 ， 两个或多个量子粒子相互耦合 ， 一个粒子中的任何变化都会导致另一个粒子的同时变化 ， 即使它们被巨大甚至无限的距离分隔开 。 这一效应使量子计算机能够同时执行多种计算 ， 与传统设备相比 ， 其处理能力会呈指数级提升 。
1935年 ， 当量子力学（量子纠缠理论是其中之一）提出的反直觉预测首次被讨论时 ， 并非所有物理学家都对其含义感到满意 。 阿尔伯特·爱因斯坦将这种现象称为“远距离的幽灵行为” ， 并提出这种效应实际上是因为粒子中含有隐藏的变量或指令 ， 这些变量或指令已经预先确定了它们的状态 ， 话外的意思是爱因斯坦对量子力学等等相关理论持中立态度 。
今天获奖的三位物理学家证明爱因斯坦错了 ， 实际上 ， 三位科学家的实验建立在20世纪60年代理论物理学家约翰·斯图亚特·贝尔（JohnStewartBell）首次建立的基础之上 ， 实验表明 ， 物理世界最好的描述方式不是牛顿物理学 ， 而是波状粒子模型 ， 它们在巨大的距离上瞬间相互影响 。
诺贝尔物理委员会成员伊娃奥尔森（EvaOlsson）在10月4日的委员会公告中表示：“今天被认为是逻辑的、可测量的和可量化的东西最初是由尼尔斯波尔（NielsBohr）和阿尔伯特爱因斯坦（AlbertEinstein）从哲学角度进行辩论的 。 约翰·贝尔（JohnBell）将哲学辩论转化为科学 ， 并提供了可测试的方法 ， 从而启动了初步实验工作 。 ”奥尔森说 ， 获得今年奖项的三位科学家接受了贝尔的挑战 ， 并在实验室里解决了这些问题 。
这项工作始于1968年 ， 当时美国物理学家约翰·F·克劳斯（JohnF.Clauser）现在是J.F.克劳斯和联合研究咨询公司的负责人 ， 他和同事斯图亚特·弗里德曼（StuartFreedman）通过贝尔的想法进行了第一个测试 ， 通过碰撞钙原子发射出一对纠缠光子（光粒子） ， 然后将其穿过滤光片撞击探测器 。 这个实验成功地表明 ， 一个光子的状态取决于另一个光子（在实验的另一边）的测量方式 ， 并且变化发生的速度比光传播的速度快 。 他们的研究结果表明 ， 这种“远距离的幽灵行为”实际上是真实的 。
实验后有科学家指出 ， 克劳瑟和弗里德曼的实验设计存在漏洞 。 其中最重要的一点是 ， 测量是预先设置好的 ， 在光粒子飞行之前 ， 使光子拾取其状态的过滤器是固定的 。 这意味着隐藏的信息可能仍然存在 ， 观测者只选择状态看起来紧密结合的光子 ， 排除了其他可能显示不同结果的光子 。
1980年 ， 巴黎萨克利大学（UniversityéParisSaclay ， Paris）的物理学家阿兰·阿斯佩克特（AlainAspect）对实验进行了改进 ， 提高了实验效率 ， 并使用了一种装置来随机切换滤波器的配置 ， 这样任何测量的结果都不再受到实验人员的影响 。 结果与之前完全相同 ， 这个实验带来的数据压倒性地指出 ， 量子力学在其范围内是瞬时的 。
1989年 ， 维也纳大学的奥地利物理学家安东·泽林格（AntonZeilinger）以这些基础为基础 ， 利用更复杂的实验设计来纠缠多个光子 ， 甚至证明了将一个粒子的所有信息转移到另一个粒子是可能的 。 Zeilinger的实验还表明 ， 这种效应可以发生在很远的距离上 ， 相距89英里（143公里）的纠缠粒子仍然根据量子预测表现出来 。 这项工作使更大的量子网络得以创建 ， 标志着今天羽翼未丰的量子计算机的诞生 。
奥尔森说：“量子信息科学是一个充满活力和迅速发展的领域 ， 它在安全信息传输、量子计算和传感技术等领域具有广泛和潜在的意义 ， 它的预测为另一个世界打开了大门 。 ”
今年79岁的克劳斯在加州的家中通过电话告诉外媒：“我很高兴……我第一次开始这项工作是在1968年 ， 我没有想过 ， 我在有生之年可以拿到这个 。 ”克劳斯在职业生涯中曾在劳伦斯·伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校等机构工作 ， 他说 ， 他亲眼目睹了自己最初的工作滚雪球般地变成了更大的实验 。
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