北京時(shí)間10月9日下午5點(diǎn)45分，2012年諾貝爾物理學(xué)獎揭曉，法國科學(xué)家塞爾日·阿羅什(Serge Haroche)與美國科學(xué)家大衛·維因蘭德(David Wineland)獲獎。獲獎理由是“發(fā)現測量和操控單個(gè)量子系統的突破性實(shí)驗方法”。二人將平均分享800萬(wàn)瑞典克朗獎金。 
大衛·維因蘭德（David J. Wineland），美國公民。1944年出生于美國威斯康星洲密爾沃基。1970年從哈佛大學(xué)獲得博士學(xué)位�，F供職于美國國家標準與技術(shù)研究院和科羅拉多大學(xué)波爾得分校。 量子世界里的粒子控制 量子光學(xué)將有助于未來(lái)開(kāi)發(fā)出速度更快的計算機處理器、更好的通信設備和更加精確的時(shí)鐘。 法國科學(xué)家塞爾日•阿羅什與美國科學(xué)家大衛•維因蘭德通過(guò)不同的方式獨立的開(kāi)發(fā)并拓展出對單個(gè)粒子進(jìn)行測量和操控的方法,同時(shí)保留個(gè)體粒子的量子力學(xué)性質(zhì)不變。研究方法上，大衛•維因蘭德利用了光或光子來(lái)捕捉、控制以及測量帶電原子或者離子。而塞爾日•阿羅什則采取了相反的方法：他通過(guò)發(fā)射原子穿過(guò)陷阱，控制并測量了捕獲的光子或光粒子。 盡管經(jīng)典物理學(xué)能夠描述電流或光束的行為，但是這些定律已經(jīng)不再適合測量單個(gè)原子、電子或光子。在這種情況下，一套新的定律，量子力學(xué)開(kāi)始“接手”。隨著(zhù)IT行業(yè)開(kāi)始更加密集地對芯片進(jìn)行封裝，這一理論的重要性也日益突顯。未來(lái)將用原子或電子存儲每個(gè)比特，同時(shí)光纖通信系統速度也將變得更為迅速，屆時(shí)每個(gè)光脈沖將由幾個(gè)光子組成。 在研究量子現象時(shí)，研究者需要面對大量挑戰，包括隔離單個(gè)粒子，在不影響或破壞個(gè)體粒子的情況下對它們的量子行為進(jìn)行觀(guān)察和測量。阿羅什和維因蘭德率先解決了這些問(wèn)題，為研發(fā)新一代計算機邁出了第一步。這類(lèi)計算機何時(shí)出現在市場(chǎng)上并不是一個(gè)問(wèn)題。 瑞典皇家科學(xué)院宣布了2012諾貝爾物理學(xué)獎后，阿羅什在接受記者電話(huà)采訪(fǎng)時(shí)稱(chēng)：“我也不知道。我們正在做的是基礎性研究。我們正在研究嘗試理解事物在量子級別的行為方式。目前還有許多的研究，在起步階段我們無(wú)法預測到最后的應用情況。它們就和激光以及核磁共振一樣。量子系統的操控也屬于相同的類(lèi)型的物理學(xué)�！� 最初，激光僅被用于測距和創(chuàng )建全息圖，而現在激光還被廣泛地用于CD播放器、遠距離通信。核磁共振最初被視為一種根據原子的磁特性識別單個(gè)原子的方式，但是后來(lái)成為了磁共振成像的基礎，MRI掃描設備也被用于診斷眾多疾病。 在談及自己的研究時(shí)，阿羅什稱(chēng)：“在基礎階段還有許多事情要研究。目前人們也很難想象它們未來(lái)眾多的潛在應用。未來(lái)可能會(huì )出現量子計算機、量子模擬器，或是量子通信系統” 在維因蘭德的研究方面，量子光學(xué)將使得未來(lái)量子時(shí)鐘的精確度比目前原子鐘高100倍。 阿羅什稱(chēng)：“它們將以更高的精確度測量重力移動(dòng)。在地質(zhì)或地震探測中，量子時(shí)鐘可用于測量重力場(chǎng)的異�，F象�！� 塞爾日·阿羅什和大衛·維因蘭德獨立地發(fā)明并拓展出能夠在保持個(gè)體粒子的量子力學(xué)屬性的情況下對其進(jìn)行測量和操控的方法，而這在之前被認為是不能實(shí)現的。 在不破壞單個(gè)量子粒子的前提下實(shí)現對其直接觀(guān)測，兩位獲獎?wù)咭赃@樣的方式為量子物理學(xué)實(shí)驗新紀元開(kāi)辟了一扇大門(mén)。對于單個(gè)光子或物質(zhì)粒子來(lái)說(shuō)，經(jīng)典物理學(xué)定律已不再適用，量子物理學(xué)開(kāi)始“接手”。但從環(huán)境中分離出單個(gè)粒子并非易事，而且一旦粒子融入外在世界，其神秘的量子性質(zhì)便會(huì )消失。因此，許多通過(guò)量子物理學(xué)推測出來(lái)的現象看似荒誕，也不能被直接觀(guān)測到，研究人員也只能進(jìn)行一些猜想實(shí)驗，試圖從原理上證明這些荒誕的現象。 通過(guò)巧妙的實(shí)驗方法，阿羅什和維因蘭德與研究小組一起成功地實(shí)現對量子碎片的測量和控制，顛覆了之前人們認為的其無(wú)法被直接觀(guān)測到的看法。這套新方法允許他們檢驗、控制并計算粒子。 他們的方法大同小異。大衛·維因蘭德是利用光或光子來(lái)捕捉、控制以及測量帶電原子或者離子。 塞爾日·阿羅什采取了相反的方法：通過(guò)發(fā)射原子穿過(guò)阱，他控制并測量了捕獲的光子或光粒子。 兩位獲獎?wù)呔诹孔庸鈱W(xué)領(lǐng)域研究光與物質(zhì)間的基本相互作用，這一領(lǐng)域自1980年代中期以來(lái)獲得了相當多的成就。他們的突破性的方法，使得這一領(lǐng)域的研究朝著(zhù)基于量子物理學(xué)而建造一種新型超快計算機邁出了第一步。就如傳統計算機在上世紀的影響那樣，或許量子計算機將在本世紀以同樣根本性的方式改變我們的日常生活。極端精準的時(shí)鐘在他們研究的推動(dòng)下應運而生，有望成為未來(lái)新型時(shí)間標準的基礎，而其精準度超越現代銫時(shí)鐘百倍以上。 10月9日，同為68歲的法國科學(xué)家塞爾日•阿羅什與美國科學(xué)家大衛•維因蘭德分享了2012年諾貝爾物理學(xué)獎。他們的突破性研究，讓原本神秘的量子世界不再“與世隔絕”。 與人們熟知的世界截然不同，自然界還存在著(zhù)另類(lèi)世界，被稱(chēng)為量子世界。在量子世界中，粒子行為不遵從經(jīng)典物理學(xué)規律，人類(lèi)對量子的觀(guān)測更是難上加難。 而通過(guò)巧妙的實(shí)驗方法，阿羅什和維因蘭德的研究小組成功地實(shí)現對單個(gè)量子系統的測量和控制，顛覆了之前人們認為的其無(wú)法被直接觀(guān)測的看法。 提高人類(lèi)對物質(zhì)的操控能力 “這是兩種開(kāi)創(chuàng )性的技術(shù)，后來(lái)都發(fā)展成為量子研究領(lǐng)域新的研究手段和實(shí)驗技術(shù)�！� 中科院院士、中科大量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室主任郭光燦在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。 阿羅什的工作是打造出一個(gè)微波腔，借助單個(gè)原子在微波腔中會(huì )輻射或吸收單個(gè)光子的特性，實(shí)現了操縱單個(gè)光子。而維因蘭德則制造出了一個(gè)離子阱，先用光來(lái)俘獲離子，然后用激光冷卻離子，進(jìn)而對離子進(jìn)行測量和控制。 “在科學(xué)上，他們的研究標志著(zhù)人類(lèi)對物質(zhì)的操控能力大大提高了�！敝锌圃涸菏颗私▊ピ诮邮苡浾卟稍L(fǎng)時(shí)評價(jià)，“具備這一能力后，量子計算和精密測量便有了變?yōu)楝F實(shí)的可能性�！北热�，用于制造衛星導航、飛機上GPS所需要的精確時(shí)鐘。 山西大學(xué)量子光學(xué)與光量子器件國家重點(diǎn)實(shí)驗室教授張天才對記者說(shuō)，這些實(shí)驗方法在單原子、單離子和單光子的水平上深刻地揭示了微觀(guān)量子世界的許多奇異性質(zhì)，開(kāi)辟了操控和測量單量子系統的方法，在精密測量、量子信息和量子控制中具有重要應用。 與獲獎科學(xué)家有合作 2000年，郭光燦和學(xué)生在《物理評論》上發(fā)表了一篇理論文章，阿羅什很快發(fā)現了這篇文章，并在2001年用此次獲獎的實(shí)驗方法證明了這個(gè)理論。 “實(shí)驗成功之后，阿羅什在發(fā)給我的一封電子郵件中說(shuō)：‘很高興在實(shí)驗上把你們的方案做出來(lái)�！惫鉅N告訴記者，后來(lái)，他的學(xué)生還有兩篇理論文章同樣被阿羅什小組用實(shí)驗證明。隨后，這名學(xué)生還被阿羅什邀請去法國訪(fǎng)問(wèn)學(xué)習了一段時(shí)間。 張天才說(shuō)，國內最近幾年也有若干大學(xué)和研究機構開(kāi)展了單量子系統操控和腔量子電動(dòng)力學(xué)方面的理論和實(shí)驗研究，并取得了重要進(jìn)展�！皣鴥群芏鄰氖铝孔庸鈱W(xué)研究的單位與阿羅什所在的法國巴黎高師有多年的密切合作交流關(guān)系�！� 提到兩位獲獎的科學(xué)家，潘建偉稱(chēng)，他在奧地利留學(xué)時(shí)便結識了阿羅什�！八且晃粶匚臓栄诺目茖W(xué)家，而維因蘭德則更具備美國西部牛仔的氣質(zhì)�！� 中國更需原創(chuàng ) “目前，國家自然科學(xué)基金委和科技部都有相關(guān)項目支持這方面的理論和實(shí)驗研究�！睆執觳鸥嬖V記者。 近年來(lái)，我國科學(xué)家在整個(gè)量子信息領(lǐng)域的研究都取得了長(cháng)足進(jìn)步。今年6月，潘建偉團隊在國際上首次成功實(shí)現百公里量級的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)，為發(fā)射全球首顆“量子通訊衛星”奠定了技術(shù)基礎。 不過(guò)，在探討到兩位獲獎科學(xué)家的成就時(shí)，中科院院士孫昌璞對《中國科學(xué)報》記者直言：“在量子研究領(lǐng)域，目前中國的實(shí)驗水平已經(jīng)很高了，但相比兩位獲獎?wù)叩某晒�，因為中國用的都是商業(yè)化設備，所以在實(shí)驗方法和技術(shù)上，很難有真正原創(chuàng )性的創(chuàng )新�！� 法美科學(xué)家讓量子從“虛”變“實(shí)” 在微觀(guān)領(lǐng)域中，某些物理量的變化是以最小的單位跳躍式進(jìn)行的，而不是連續的，這個(gè)最小的基本單位叫做量子。然而，當人類(lèi)深入探究量子世界時(shí)卻陷入了“泥沼”：?jiǎn)蝹�(gè)粒子一旦與外部世界發(fā)生互動(dòng)，就會(huì )喪失它們神奇的量子特性。因此，量子物理預言的許多現象無(wú)法被直接觀(guān)測。這一窘境直到上世紀80年代才因兩位科學(xué)家的工作得以改變。 與獲獎科學(xué)家有合作 2000年，郭光燦和學(xué)生在《物理評論》上發(fā)表了一篇理論文章，阿羅什很快發(fā)現了這篇文章，并在2001年用此次獲獎的實(shí)驗方法證明了這個(gè)理論。 “實(shí)驗成功之后，阿羅什在發(fā)給我的一封電子郵件中說(shuō)：‘很高興在實(shí)驗上把你們的方案做出來(lái)�！惫鉅N告訴記者，后來(lái)，他的學(xué)生還有兩篇理論文章同樣被阿羅什小組用實(shí)驗證明。隨后，這名學(xué)生還被阿羅什邀請去法國訪(fǎng)問(wèn)學(xué)習了一段時(shí)間。 張天才說(shuō)，國內最近幾年也有若干大學(xué)和研究機構開(kāi)展了單量子系統操控和腔量子電動(dòng)力學(xué)方面的理論和實(shí)驗研究，并取得了重要進(jìn)展�！皣鴥群芏鄰氖铝孔庸鈱W(xué)研究的單位與阿羅什所在的法國巴黎高師有多年的密切合作交流關(guān)系�！� 提到兩位獲獎的科學(xué)家，潘建偉稱(chēng)，他在奧地利留學(xué)時(shí)便結識了阿羅什�！八且晃粶匚臓栄诺目茖W(xué)家，而維因蘭德則更具備美國西部牛仔的氣質(zhì)�！� 中國更需原創(chuàng ) “目前，國家自然科學(xué)基金委和科技部都有相關(guān)項目支持這方面的理論和實(shí)驗研究�！睆執觳鸥嬖V記者。 近年來(lái)，我國科學(xué)家在整個(gè)量子信息領(lǐng)域的研究都取得了長(cháng)足進(jìn)步。今年6月，潘建偉團隊在國際上首次成功實(shí)現百公里量級的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)，為發(fā)射全球首顆“量子通訊衛星”奠定了技術(shù)基礎。 不過(guò)，在探討到兩位獲獎科學(xué)家的成就時(shí)，中科院院士孫昌璞對《中國科學(xué)報》記者直言：“在量子研究領(lǐng)域，目前中國的實(shí)驗水平已經(jīng)很高了，但相比兩位獲獎?wù)叩某晒�，因為中國用的都是商業(yè)化設備，所以在實(shí)驗方法和技術(shù)上，很難有真正原創(chuàng )性的創(chuàng )新�！� 法美科學(xué)家讓量子從“虛”變“實(shí)” 在微觀(guān)領(lǐng)域中，某些物理量的變化是以最小的單位跳躍式進(jìn)行的，而不是連續的，這個(gè)最小的基本單位叫做量子。然而，當人類(lèi)深入探究量子世界時(shí)卻陷入了“泥沼”：?jiǎn)蝹�(gè)粒子一旦與外部世界發(fā)生互動(dòng)，就會(huì )喪失它們神奇的量子特性。因此，量子物理預言的許多現象無(wú)法被直接觀(guān)測。這一窘境直到上世紀80年代才因兩位科學(xué)家的工作得以改變。 “不可想象”的突破 當天上午，瑞典皇家科學(xué)院常任秘書(shū)諾爾馬克在皇家科學(xué)院會(huì )議廳宣讀了獲獎?wù)呙麊渭捌浍@獎成就。他說(shuō)，這兩位物理學(xué)家用突破性的實(shí)驗方法使單個(gè)粒子動(dòng)態(tài)系統可被測量和操作。他們獨立發(fā)明并優(yōu)化了測量與操作單個(gè)粒子的實(shí)驗方法，而實(shí)驗中還能保持單個(gè)粒子的量子物理性質(zhì)，這一物理學(xué)研究的突破在之前是不可想象的。 隨后，諾貝爾物理學(xué)獎評選委員們介紹了獲獎?wù)叩难芯砍晒�。他們說(shuō)，通過(guò)巧妙的實(shí)驗方法，阿羅什和瓦恩蘭的研究團隊都成功地測量和控制了非常脆弱的量子態(tài)，這些新的實(shí)驗方法使他們能夠檢測、控制和計算粒子。 單個(gè)粒子極難俘獲 在基本粒子所處微觀(guān)層面上，單個(gè)粒子一方面難以與周?chē)h(huán)境分離；另一方面是一旦與周?chē)h(huán)境相互作用，隨即失去量子特性；另外，如果兩個(gè)粒子相互作用，即使兩者分離，互動(dòng)作用會(huì )繼續存在。瑞典皇家科學(xué)院也認為，單個(gè)粒子很難從周?chē)h(huán)境中隔離觀(guān)測，一旦它們與外界發(fā)生交互，通常會(huì )失去神秘的量子性質(zhì)，使得量子物理學(xué)中很多奇特現象無(wú)法被觀(guān)測到。 相當長(cháng)一段時(shí)期內，量子物理學(xué)理論所預言的諸多神奇現象難以在實(shí)驗室環(huán)境下直接“實(shí)地”觀(guān)測和驗證，只存在于研究人員的“思維實(shí)驗”中。 評委會(huì )認定，兩人“開(kāi)啟量子物理學(xué)實(shí)驗新時(shí)代的大門(mén)，顯示不必損毀量子粒子個(gè)體，就可以直接觀(guān)測它們”。 兩位獲獎?wù)叩膶?shí)驗方法有很多相似之處，瓦恩蘭困住帶電原子或離子，通過(guò)光或光子來(lái)控制和測量它們；而阿羅什卻讓原子通過(guò)一個(gè)陷阱，從而控制和測量被困光子和光的粒子。 讓光與物質(zhì)“起舞” 法國物理學(xué)家塞爾日·阿羅什在他個(gè)人網(wǎng)頁(yè)上說(shuō)，接到電話(huà)時(shí)，“我一看……瑞典的號碼，我就知道好事來(lái)了”�！斑@是個(gè)驚喜！”這是他最初獲知得獎的反應。 如果用“讓光與物質(zhì)起舞”來(lái)形容兩位獲獎?wù)叩墓ぷ�，并不為過(guò)。復旦大學(xué)物理系教授沈健介紹，兩位科學(xué)家的研究有許多共通之處——都是光與物質(zhì)在微觀(guān)世界中的相互作用，但“方向”卻截然相反。戴維•瓦恩蘭在真空和超低溫條件下，巧妙使用激光束和激光脈沖制造出“陷阱”，來(lái)俘獲單個(gè)帶電離子，讓它陷于其中難動(dòng)分毫，而后以光為尺，對其進(jìn)行觀(guān)測、操控。塞爾日•阿羅什則反其道而行之。他以特制的兩個(gè)鏡面做成“腔”裝置，當微波光子通過(guò)時(shí)，在兩面鏡子之間高速反彈，在腔中停留時(shí)間達0.1秒。如此，光子被牢牢控制住后，再派原子進(jìn)去“巡邏探查”，以此掌握單個(gè)光子在量子態(tài)下的運動(dòng)。 為量子計算機奠基 今年的獲獎項目與普通大眾生活有怎樣的關(guān)系？戴維•瓦恩蘭在4年前就回答了這個(gè)問(wèn)題。 《囚禁離子，實(shí)現量子計算》是他2008年與人合撰的一篇科普文章。文章第一段這樣寫(xiě)道：“計算機性能日益提高，芯片尺寸卻越來(lái)越小，或許很快就會(huì )達到物理極限——每個(gè)元件僅由單個(gè)原子構成。不過(guò)，這絕非計算機發(fā)展的盡頭，而是新型量子計算機發(fā)展的起點(diǎn)�！� 上海交通大學(xué)零聚態(tài)物理研究所朱卡的教授解釋?zhuān)瑑晌恢Z獎得主在觀(guān)測、操控單個(gè)粒子領(lǐng)域的突破性實(shí)驗方法，使得整個(gè)學(xué)界邁出了建立新型超快量子計算機的第一步。具體來(lái)說(shuō)，傳統的電腦芯片用到的是電荷效應等，而量子計算機的原理在于利用原子等粒子的量子態(tài)特性，獲得“指數級別”增長(cháng)的運算速度，以及更小的整體體積，伴隨而來(lái)的則是更低的能源消耗。試想一下，今后的計算機將以原子、離子為計算單位，以光來(lái)調控，那無(wú)疑是計算機的革命性發(fā)展。 研究成果亦敵亦友 在復旦大學(xué)物理系吳詠時(shí)教授看來(lái)，此次兩位獲獎?wù)叩难芯�，既是“朋友”，也是“敵人”。他們的工作共同邁出了量子態(tài)研究的第一步，但在應用領(lǐng)域，兩者又存在絕對的競爭關(guān)系。他說(shuō)，通常來(lái)說(shuō)，數字信息處理的單元叫做比特，無(wú)論是用原子探查光，還是用光捕獲離子，研究的對象都是可用作量子比特的單個(gè)原子或離子系統。但真正進(jìn)入量子計算機的構建階段，兩個(gè)方法只能擇其一。因此，這次并肩獲獎的兩位專(zhuān)家，也可以說(shuō)是“對立”的。 值得關(guān)注的是，至今為止的100多屆諾貝爾物理學(xué)獎中，像今年這樣“似敵似友”的，尚屬首次。專(zhuān)家認為，這在某種程度上反映出當前科學(xué)研究的發(fā)展態(tài)勢，“一個(gè)人拍腦袋”的時(shí)代已經(jīng)遠去，團隊協(xié)力、多點(diǎn)開(kāi)花，正越來(lái)越成為人類(lèi)科學(xué)探索的選擇。 ■ 影響 兩位獲獎?wù)呤状巫屃孔庸鈱W(xué)的研究向應用發(fā)展 超級量子計算機誕生現曙光 兩位科學(xué)家的研究為新一代超級量子計算機的誕生提供了可能性。 量子光學(xué)領(lǐng)域主要從上世紀80年代之后開(kāi)始迅速發(fā)展。來(lái)自法國和美國的兩位獲獎?wù)叨荚谶@一領(lǐng)域研究多年。 諾貝爾物理學(xué)獎評審委員會(huì )認為，兩位獲獎?wù)呤状巫屵@個(gè)領(lǐng)域的研究向應用層面發(fā)展，讓新一代的超級量子計算機的誕生有了初步的可能。 科學(xué)界認為，下一代計算機將是建立在量子層面的，它將比傳統的計算機數據容量更大，數據處理速度更快。 此外，評委會(huì )還表示，兩位獲獎?wù)咭苍跇O端精準的光子鐘領(lǐng)域有著(zhù)重大貢獻。光子鐘是世界上最精準的鐘，比目前的最精準的銫原子鐘要精確好幾百倍。 今年物理學(xué)獎的獲獎?wù)叨际菍?shí)驗物理學(xué)家。中科院高能物理研究所院士陳和生對記者介紹，物理學(xué)獎得主中，從事理論或實(shí)驗研究的都有。此前，華人科學(xué)家丁肇中就是憑借實(shí)驗物理而獲得了諾貝爾獎，而李振道和楊振寧則憑借理論研究獲得諾獎。 在物理界，理論和應用互補，理論學(xué)家通過(guò)計算得出假設，實(shí)驗物理學(xué)家繼而進(jìn)行驗證，或者，實(shí)驗物理學(xué)家在實(shí)驗中發(fā)現了一個(gè)現有假設無(wú)法解釋的現象，再由理論學(xué)家對其進(jìn)行分析解釋?zhuān)l(fā)展理論。 中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室教授周正威說(shuō)，我國的量子光學(xué)在某些方面世界領(lǐng)先，如實(shí)現了量子層面較遠距離的“瞬間轉移”，但采用的技術(shù)總體上還較為簡(jiǎn)單，不過(guò)也有些大學(xué)開(kāi)始引入“離子井”這樣復雜高尖端的系統。 ■ 釋疑 微觀(guān)與宏觀(guān)世界如何不同？ 中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室教授周正威介紹，物理世界分成宏觀(guān)和微觀(guān)兩個(gè)層面，宏觀(guān)是人眼能見(jiàn)到，能夠操縱的現實(shí)世界，而微觀(guān)層面則由極小無(wú)比的量子構成，在微觀(guān)世界中的量子，有著(zhù)宏觀(guān)世界無(wú)法想象的特性。 對此，物理學(xué)界有一個(gè)很著(zhù)名的說(shuō)法：“薛定諤的貓”，其中，貓相當于微觀(guān)世界里的量子，可以同時(shí)存在于兩個(gè)不同的狀態(tài)中，如“死”與“活”，只有進(jìn)入宏觀(guān)世界時(shí)，這種狀態(tài)才會(huì )被打破。 周正威解釋?zhuān)诹孔邮澜缰�，量子可以同時(shí)處于A(yíng)地和B地，但在宏觀(guān)世界中，一個(gè)人無(wú)法同時(shí)存在于左邊的屋子和右邊的屋子里。 “量子這種疊加狀態(tài)，用人類(lèi)的一般意識是無(wú)法說(shuō)清楚的�！� 他說(shuō)，目前獲獎的物理學(xué)家就在挑戰這種極限，試圖在微觀(guān)和宏觀(guān)之間掛鉤，“他們的想法是，把微觀(guān)的系統盡可能做大，先控制一個(gè)離子的疊加狀態(tài)，然后控制幾個(gè)，再幾十個(gè)，希望有朝一日，能夠足夠大到進(jìn)入宏觀(guān)層面�！� 如何在微觀(guān)世界“捕粒子”？ 中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室教授周正威說(shuō)，法國與美國的這兩位科學(xué)家一同得獎，是因為他們有一個(gè)共同性，即能夠操縱微觀(guān)世界里的單個(gè)量子。 他解釋?zhuān)骶S•瓦恩蘭所做的工作，是用激光冷卻帶電的離子，令其處于溫度極低的狀態(tài)，能量也降到最低，這樣，原先能量和狀態(tài)極其不穩定的離子就被“囚禁”了，然后就可以用激光操縱這些單個(gè)離子的內部狀態(tài)。 他表示，戴維做的系統稱(chēng)為“離子井”，“就好像把離子陷在井里一樣，他的組是現在世界上這塊做得最好的�！� 而獲獎的法國科學(xué)家則采用了另一種方式，即微波為主，激光為輔的方式來(lái)操縱單個(gè)原子的量子狀態(tài)，其系統被稱(chēng)為“微波槍”。 ■ 人物 塞爾日•阿羅什 塞爾日•阿羅什是法國人，現居巴黎，1944年9月11日出生于摩洛哥，1971年他從法國第六大學(xué)獲得博士學(xué)位，現為法蘭西學(xué)院教授兼量子物理學(xué)會(huì )主席，同時(shí)他也是法國、歐洲和美國物理學(xué)會(huì )會(huì )員。阿羅什的獲獎，使法國獲得諾貝爾獎的科學(xué)家達到了55人。阿羅什主要研究領(lǐng)域是量子光學(xué)和量子信息科學(xué)。 戴維•瓦恩蘭 戴維•瓦恩蘭是美國物理學(xué)家，1944年出生于美國密爾沃基。1970年，他從哈佛大學(xué)獲得博士學(xué)位�，F供職于美國國家標準與技術(shù)研究院和科羅拉多大學(xué)波爾得分校。瓦恩蘭現為美國國家標準與技術(shù)研究院離子儲存組組長(cháng)。 |
