10月4日，法國科學家阿蘭·阿斯佩 (Alain Aspect)、美國科學家約翰·克勞澤(John Clauser)、奧地利科學家安東·塞林格(Anton Zeilinger)榮獲2022年諾貝爾物理學獎，以表彰他們為糾纏光子實驗、證明違反貝爾不等式和開創性的量子信息科學所作出的貢獻。他們通過精巧的實驗設計，證明量子力學違反了貝爾不等式，也說明愛因斯坦對量子糾纏提出的觀點是錯誤的。

量子力學的效應，開始在量子計算機、量子網絡和安全的量子加密通信等研究領域得到應用，其中的關鍵因素，是量子力學如何允許兩個或兩個以上的粒子以“糾纏态”存在。這是量子力學領域一個非常獨特的現象，相互糾纏的粒子不論在空間上相隔多遠，都仍然像一個整體，在沒有發生任何經典信息傳遞的情況下，一個粒子的變化仍決定着另一個粒子的狀态。

在量子力學建立初期，著名科學家愛因斯坦和玻爾對這一理論的認識存在較大分歧。知乎答主、化學工程博士“賈明子”舉例解釋道，如果将一雙手套分别放在兩個盒子裡并放置在兩個不同地點，當我們看到一隻手套為左手時，我們會立刻知道另一隻為右手。愛因斯坦認為，不論是否打開盒子觀察，裡面裝着的手套本身是左手還是右手是确定的，隻是觀察者在打開前并不清楚；而玻爾則認為，盒子打開前，裡面的兩隻手套都處于左手加右手的“疊加态”，直到我們觀察時它們才變成某一種确定的狀态。

理論上的争論持續了很多年，直到20世紀60年代，約翰·貝爾提出了“貝爾不等式”。如果該式成立，則支持了愛因斯坦的理論，反之，則說明愛因斯坦錯了。

本次的三位獲獎者，均通過精巧的實驗證明量子力學違反了貝爾不等式。約翰·克勞澤延續約翰·貝爾的想法開展實驗，他在測量時發現結果違反了貝爾不等式，這意味着使用隐變量的理論不能取代量子力學。但克勞澤的實驗仍存在漏洞，阿蘭·阿斯佩改進了實驗裝置，讓糾纏對在離開發生源後切換測量設置，使得發射時的設置不會影響實驗結果。随後，通過精緻的工具和一系列實驗，安東·塞林格開始使用糾纏量子态，他的研究小組還展示了量子隐形傳态現象，讓在一定距離上将量子态從一個粒子移動到另一個粒子成為可能。

三位科學家的科研成果有着明顯的遞進關系，為何本次獎項同時頒給了他們三人？“賈明子”說，這些實驗都非常精細、非常複雜，直到現在我們也無法肯定它們是100%正确的。但每一次實驗都包含着很多創新的科學方法。量子糾纏本身很容易被破壞，從實驗手段上保證量子糾纏不被破壞，是一件非常具有挑戰的事情。這三人的工作，前後使用了很多革命性的技術手段，這些手段一起為量子信息的研究打下了堅實的基礎，包括現在方興未艾的量子通訊和量子計算等技術。

如果說在應用層面上，這些關于量子糾纏的研究奠定了量子信息學科的基礎，那麼在理論層面上，它們則加深了對量子理論基礎的深層次理解，打開了多世界理論、退相幹理論等新興理論的研究空間。

來源 北京日報客戶端記者 劉蘇雅

編輯 王海萍

流程編輯 嚴聖淼

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