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资料来源:©Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院

关于纠缠态粒子的开创性研究是今年诺贝尔物理学奖的核心

三位科学家获得了2022年诺贝尔物理学奖为量子计算奠定了基础。法国巴黎-萨克雷大学的阿兰·阿Aspect、美国J F克劳瑟联合公司的约翰·克劳瑟和奥地利维也纳大学的安东·泽林格因他们在上世纪70年代中期至90年代末进行的开创性实验而分享了今年的诺贝尔物理学奖。

这三人找到了研究和控制处于量子纠缠态的粒子的方法。纠缠的粒子即使相距太远而不能相互影响,也能共享信息。这种共享状态意味着每个粒子都不能独立于另一个粒子来描述,一旦一个粒子的状态被测量,另一个粒子的状态就可以在不需要进一步测量的情况下被确定。

2022年诺贝尔物理学奖得主

来源:©诺贝尔奖外联/Niklas Elmehed

Alain Aspect, John cluser和Anton Zeilinger(从左到右)因在量子纠缠方面的工作而获得2022年诺贝尔物理学奖

Aspect, Clauser和Zeilinger的实验证明了纠缠是基于量子力学的不确定性,而不是粒子携带的一组隐藏变量。他们的工作建立了量子信息领域,并在量子计算和量子加密方面有实际应用。量子计算要比经典计算快得多,纠缠可能是必要的。

量子计算机被誉为模拟化学系统的重大突破.它们的量子特性比经典计算机的电子信号更好地表现了原子和分子之间的相互作用。第一批商用量子计算机几年前才问世化学家是第一批采用这种方法进行计算的人

到目前为止,量子模拟仅限于氢分子、锂氢化物和铍氢化物等系统。但化学家们急切地等待拥有更多量子比特的量子计算机而且更不容易出错——它们可以模拟水和氨等重要分子的相互作用。