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【2022諾貝爾物理學獎】法國、美國、奧地利量子物理學家共獲殊榮,突破性實驗對量子資訊科學作出貢獻

2022年諾貝爾物理學獎今(4)晚揭曉,諾貝由法國阿蘭.亞斯佩克特(Alain Aspect)、爾物美國約翰.克勞澤(John F. Clauser)、理學量物理學奧地利安東.柴林格(Anton Zeilinger)3位量子物理學家共獲殊榮,獎法家共表彰他們對量子資訊科學的國美國奧貢獻突破性貢獻。

根據諾貝爾大會(Nobel Assembly)新聞稿,地利對量3位量子物理學家分別利用量子糾纏態進行突破性實驗,獲殊兩個粒子即使在分離時也表現得像一個整體;這項研究成果為發展量子資訊科學新技術做好準備。榮突

量子力學強大的破性效果開始進行應用,包括量子計算機、實驗量子加密通信、資訊作出量子網路安全等,科學並成為一個很大的諾貝研究領域,量子科技發展的爾物關鍵因素是量子力學允許兩個或多個粒子以「糾纏態」存在——在「糾纏對」的其中一個粒子發生變化會馬上影響到另一個粒子發生變化,即使它們相距很遠。理學量物理學

然而,長期以來科學界對量子力學「糾纏態」粒子之間的相聯性有不少爭論,成功大學物理系教授陳岳男在台灣科技媒體中心舉辦的線上記者會中解釋,糾纏態中的粒子若要互相影響,其速度將超越光速,不符合愛因斯坦所提出的狹義相對論,量子力學家研究也遭質疑不完備,認為現象中有科學家尚未解釋與發現的「隱藏變量」。

陳岳男也提到,英國物理學家約翰.貝爾(John Stewart Bell)針對此現象進行研究,並提出貝爾不等式,若存在隱藏變量,測量結果之間的相關性將永遠不會超過特定數值,反之,若違反貝爾不等式,即代表測量結果之間有更強的相關性,隱藏變量理論錯誤。

諾貝爾大會新聞稿寫道,約翰.克勞澤依循約翰.貝爾的理論進行實際實驗,當他對粒子進行測量時發現,它們明確違反貝爾不等式、支持量子力學;然而約翰.克勞澤的實驗仍有些漏洞,阿蘭.亞斯佩克特發展了一個能夠在「糾纏對」離開其源頭後切換測量設定的裝置,使粒子被發射時存在的設定不會影響結果。

利用精良的工具和長期的系列實驗,安東.柴林格開始運用量子糾纏態,他的研究小組已經證明「量子傳送」現象,這使得量子態從一個粒子移動到相隔一段距離得另一個粒子成為可能。

台大物理系管希聖教授分享,安東.柴林格開啟相當多重要量子資訊科學技術里程碑,包含首次的量子遙傳實驗、量子交換,以糾纏態作量子密碼學,甚至展開多粒子的量子糾纏研究。

諾貝爾物理學委員會主席安德斯.伊爾巴克(Anders Irbäck)表示:「越來越明朗的是,一種新的量子技術正在出現。」「我們可以看到,獲獎者在糾纏態方面的研究具重要意義,甚至已經超越了有關量子力學解釋的基本問題。」

新聞來源:

  • Press release: The Nobel Prize in Physics 2022

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責任編輯:劉亭妤
核稿編輯:楊士範


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