诺贝尔物理学奖 法美奥3学者同享

奥地利学者 塞林格(路透)

法国学者 阿斯佩(左)(美联社)

美国学者 克劳泽(路透)

2022诺贝尔物理学奖4日揭晓,由法国学者阿斯佩(Alain Aspect)、美国学者克劳泽(John F. Clauser)及奥地利学者塞林格(Anton Zeilinger)共享殊荣,以表彰他们「用纠缠光子进行实验,验证违反贝尔不等式,开创了量子资讯学」,其中,阿斯佩曾受邀至台大物理系演讲。三位获奖者将平分1000万瑞典克朗奖金,约新台币2900万元。

诺贝尔物理学奖委员会主席伊尔贝克表示,「一种新的量子科技正在出现。我们可以看到,获奖者对纠缠态的研究非常重要,甚至超越了解释量子力学的基本问题」。

量子力学的效应正开始获得应用,如今热门研究领域包括量子电脑、量子网路及量子密钥系统。

量子物理学是今天科学家们热衷的领域,但要应用量子,就必需要研发一套实验,解释量子力学,而量子力学的一个基础是「量子缠结」(Quantum entanglement),它指处于纠缠态的两个或多个粒子,即便分开很远距离,有些状态也会表现得像是一个整体。在1960年代,英国科学家贝尔(John Stewart Bell)发明了一套算式,今天称为「贝尔不等式」,又叫「贝尔定理」,如果它始终成立,那么量子力学可能被其他理论替代。

克劳泽则设计了一套实验,利用光子纠缠成功证明可违反贝尔不等式。阿斯佩在克劳泽的基础上,完善了整个实验机制。塞林格则印证量子缠结的一个非常重要应用—量子可以隔空传送(Quantum teleportation),这是利用一个量子,在可预测的情况下影响另一远处的量子,这为设计应用量子力学的科技舖平道路。

中研院物理研究所研究员陈启东说,量子通讯传讯速度大幅增快外,加密也让他人无法窃听,适用于银行交易及军事用途。

中研院原子与分子科学研究所研究员陈应诚表示,阿斯佩多年前曾受邀至台大物理系演讲,他曾提问,量子的随机性究竟从何而来?阿斯佩仅简洁地回答,「量子力学的本质就是随机」。

成功大学物理系特聘教授陈岳男表示,成大与塞林格任职的学校有量子操纵研究合作,期望会有新的研究成果。

阿斯佩1947年出生于法国西南部城市阿让(Agen),1983年在法国巴黎第十一大学获得博士学位,现为法国巴黎萨克雷大学和巴黎综合理工学院教授。克劳泽1942年出生于美国加州,1969年获得纽约哥伦比亚大学博士学位。塞林格1945年出生于奥地利,1971年获维也纳大学博士学位,现为维也纳大学教授。在2010年,这三位物理学家就曾同获沃尔夫奖(Wolf Prize),而该奖项常被视为诺贝尔奖的前哨。