阿斯佩量子研究成果回顾
双光子纠缠实验是验证贝尔不等式、证明量子力学非局域性的关键实验。1982年,法国物理学家阿兰·阿斯佩率先用纠缠光子完成该实验,确立对贝尔不等式的违背,解决了“爱因斯坦- 玻尔之争”,并于2022年获诺贝尔物理学奖。如今,量子纠缠已成为众多量子技术的核心。
多领域研究贡献
上世纪80年代末,阿斯佩与克洛德·科恩 -塔诺季合作研发出原子冷却方法,采用“突破光子反冲极限温度”的冷却法,使原子热运动减速幅度微小,低于量子力学原理定义的量。2000年代初,受学术会议启发,他和同事菲利普·布耶在光学无序中观测到原子的安德森局域化现象,还拍摄了“原子波函数”的图像,成果被广泛引用。
量子世界与宏观世界的探讨
阿斯佩认为,大量粒子存在时,因“退相干”现象,量子特性会消失。为保留量子特性,需将粒子与外界隔绝。当前构建量子计算机的难点在于将量子比特与外界隔绝,虽已能观测到1000个甚至数千个量子比特的纠缠现象,但与经典世界物体包含的粒子数量相比,差距巨大。目前还不清楚量子世界与经典世界是否存在绝对界限。
量子力学前沿课题
从长远看,广义相对论和量子力学存在矛盾。短期而言,科学家尝试通过“宏观”物体观测量子机制,如用被拉伸的薄膜、微镜等。此外,为实现量子计算机,有人使用中性原子、离子、光子等天然量子物体制造量子比特,也有在凝聚态领域基于超导电路的人工量子比特。
量子优势与科技巨头介入
量子重力仪虽性能不如经典重力仪,但小型化优势明显。量子模拟器解决“伊辛问题”展现出无可辩驳的“量子优势”。量子计算机的“量子优势”还体现在能源层面,耗能更少。科技巨头涌入量子计算领域,不过部分报道存在夸大成分,如微软关于“拓扑”量子比特的研究。
公共科研与企业科研的平衡
公共机构应提供长期资助,让科研人员有探索不同路径的机会。企业反应灵活,但缺乏长远眼光。公共研究保留非定向资助至关重要,同时信息应充分流通,学术发表有利于成果分享。