诺贝尔物理奖 2人以量子测控获奖(图)

|赛吉．雅洛许（左）和大卫．温兰德。（路透） 看中国网站 禁止建立鏡像網站。返回正版看中国网站。

今年诺贝尔物理学奖九日揭晓，法国学者赛吉．雅洛许（Serge Haroche）、美国学者大卫．温兰德（David J. Wineland）找出直接测量与操控个别量子系统、而不破坏其量子力学特性的突破性实验方式而获奖。瑞典皇家科学院指出，这两名学者的研究，为量子物理学实验新时代开启大门，也为打造出威力强大的量子电脑铺路，改变每个人的日常生活。 看中国网站 禁止建立鏡像網站。返回正版看中国网站。

直接测控量子 不破坏力学特性

颂词中指出，对单一光子或物质粒子来说，古典物理学定律已经不再适用，需以量子物理学取代，但要将单一粒子从其所处环境中分离出来并不容易，且一旦粒子与外在世界交互作用，就立刻失去其量子特性，因此，许多量子物理学中预测的奥妙现象无法被直接观察，研究人员只能进行或许能在原则上表现出这些奥妙现象的假想实验。

不过，雅洛许和温兰德透过“巧妙的实验室方式”，直接测量并控制非常脆弱的量子状态，使其得以检视、控制并计算这些粒子。

雅洛许和温兰德都是在量子光学领域中，研究光子与物质粒子的基本交互作用，包括量子缠结（quantum entanglement）、“态叠加”（superposition）等。温兰德以电极场构成一“阱”（trap），让带电原子（或离子）保持在此“离子阱”中，利用光子对其进行控制和测量。雅洛许的方式正好相反，他让光子在由两面镜子组成的空腔中来回反射，然后借由让原子穿过这个共振腔，探测光子量。

量子电脑 可能改变人类生活

两人的研究为新超快速量子电脑的问世铺路。研究中粒子进入“态叠加”状态，即一个物体同时处于多种状态，应用在资讯处理上，一个量子位元不再是如现今电脑用零或一二元码储存资料，而可能是零或一，或同时是零也是一，使得资讯处理量提高许多。

颂词说，“或许本世纪量子电脑就将如上世纪传统电脑一样，剧烈改变我们的日常生活”；此外，他们的研究也带来建构精准度是当前铯原子钟一百倍的极精确时钟，成为未来新标准时间的基础。

雅洛许与温兰德同龄，现年六十八岁，雅洛许是法兰西学术院与巴黎高等师范学院教授，温兰德是美国国家标准暨技术协会（NIST）与科罗拉多大学波尔德分校研究团队主持人。

瑞典皇家科学院电话通知两人获奖时，雅洛许正和太太在斯德哥尔摩街上散步，他说，“当我看到瑞典的区域码，我知道，我们可以开香槟了。”

温兰德当时正在睡觉，是由太太接电话。这两名学者都说，得知获奖心情相当激动，两人将平分八百万瑞典克朗奖金。\

几亿年才能破解的密码…2小时完成

今年诺贝尔物理奖颁给原子物理和量子光学领域大师美国温兰德（David J. Wineland）与法国雅洛许（Serge Haroche），他们以特殊的实验方法让科学家首度以非破坏性方式读取和操纵量子状态，开启日后量子计算的新页，也让原本好几亿年才能破解的密码，变得只要两小时内就能完成；并因为其传输绝对保密的特性，极适合应用在国家机密保防上。传输绝对保密特性 适合应用在国安

清华大学光电所副教授李瑞光指出，量子非常脆弱，容易受到环境影响，只要任何量测动作都会破坏量子状态，所以量子非常不容易量测。但是两人却是科学界首度分别以离子和原子非破坏性的实验方法，读取和操纵到量子状态。

众多电脑并联资讯量 一台量子电脑解决

李瑞光表示，两人读取到的量子现象，开启了接续的量子科学、量子计算等一连串的研究，也让量子电脑变得可能。他说，如果遇到复杂的问题，现行电脑必须用等比级数的台数来加快计算速度；但是量子电脑却是以等差级数的台数解决，因此速度快得太多，“可解决计算机所有没有办法解决的问题”。

专长原子物理与量子光学的国立成功大学物理系副教授陈泳帆解释，美国的温兰德用雷射场把离子抓住，与光交互作用下会产生一种类似传统电脑零、一位元开关的运算，但不同的是温兰德两个位元彼此有关联，而且重叠，具有平行运算的能力，因此可以让原本要很多台电脑并联的资讯储存量，只要靠一台量子电脑就可解决。例如，原本需要好几亿年才能破解的银行密码，量子电脑只要一、两小时就可破解。

陈泳帆表示，另一方面，量子系统又具有传输保密的特性，因为只要有人一进入量测，状态就会被破坏，因此非常适合在国家军事机密上使用。

来源:自由电子报

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