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2022年諾貝爾物理學獎揭曉！法美奧三國科學家獲獎獲獎者將平分約新台幣2908萬元的獎金

圖截取自網路

瑞典皇家科學院決定將2022年的諾貝爾物理學獎授予法國科學家Alain Aspect、美國科學家John F.Clauser和奧地利科學家Anton Zeilinger ，以表彰他們「進行了糾纏光子的實驗，確立了對貝爾不等式的不成立，並開創了量子訊息科學」。

2022年的諾貝爾獎單項獎金為1000萬瑞典克朗，三位獲獎者將平分1000萬瑞典克朗獎金（約新台幣2908萬元）。

糾纏態——從理論到技術

Alain Aspect、John Clauser和Anton Zeilinger用糾纏量子態進行了開創性的實驗。在糾纏量子態中，即使兩個粒子分離，它們也表現得像一個單獨的單元。他們的研究結果為基於量子信息的新技術掃清了道路。

量子力學的不可言喻的效應正在開始得到應用。現在有一個很大的研究領域，包括量子計算機、量子網絡和安全的量子加密通信。

這一進展的一個關鍵因素是，量子力學如何允許兩個或多個粒子以所謂的糾纏態存在。糾纏對中的一個粒子發生的情況決定了另一個粒子發生的情況，即使它們相距很遠。

在很長一段時間裡，問題在於這種相關性是否是因為糾纏對中的粒子包含隱藏變量，即告訴它們在實驗中應該給出哪個結果的指令。20世紀60年代，John Stewart Bell提出了以他的名字命名的數學不等式。這表明，如果存在隱藏變量，那麼大量測量結果之間的相關性將永遠不會超過某個值。然而，量子力學預測，某種類型的實驗將違反貝爾不等式，從而產生比其他情況下更強的相關性。

John Clauser發展了John Bell的想法，開展了一個實際的實驗。當他進行測量時，它們顯然違反了貝爾不等式，從而支持了量子力學。這意味著量子力學不能被使用隱變量的理論所取代。

在John Clauser的實驗之後，仍然存在一些漏洞。Alain Aspect發展了這個設置，利用它堵住了一個重要的漏洞。他能夠在一個糾纏對離開它的源後切換測量設置，所以當它們被發射時存在的設置不會影響結果。

通過精密的工具和一系列的實驗，Anton Zeilinger開始使用糾纏量子態。而且，他的小組還展示了一種被稱為量子隱形傳態的現象，這種現象使得量子態在一定距離內從一個粒子移動到另一個粒子成為可能。

「越來越明顯，一種新的量子技術正在出現。我們可以看到，獲獎者對糾纏態的研究非常重要，甚至超越了解釋量子力學的基本問題，」諾貝爾物理學委員會主席Anders Irbäck說。