SMC 資料庫

國立陽明交通大學物理研究所博士張鳳吟、台灣科技媒體中心／共同翻譯

諾貝爾獎官方新聞稿全文：
https://www.nobelprize.org/prizes//physics/2022/press-release

瑞典皇家科學院決定將 2022 年諾貝爾物理學獎授予

阿蘭．阿斯佩（Alain Aspect）

綜合理工學院，法國巴黎（Université Paris-Saclay and École Polytechnique, Palaiseau, France）

約翰．克勞澤（John F. Clauser）

加州柏克萊大學理論和實驗物理學家

克勞澤公司，美國加州（J.F. Clauser & Assoc., Walnut Creek, CA, USA）

安東．塞林格（Anton Zeilinger）

維也納大學，奧地利（University of Vienna, Austria）

他們在糾纏光子的實驗中，確立了違反貝爾不等式的證據和開創性的量子資訊科學

糾纏態——從理論到技術

阿斯佩、克勞澤和塞林格各自使用糾纏量子態進行了開創性的實驗，糾纏態意即兩個粒子即使在分離時也表現得像一個單元。他們的研究結果為了以量子資訊為基礎的新技術，清理了道路。

這難以形容的量子力學效應開始找到了應用方式。現在形成了一個廣大的研究領域，包括了量子電腦、量子網路和安全的量子加密通訊。

這發展的一個關鍵因素是，量子力學如何允許兩個或更多的粒子以所謂的糾纏態存在。「糾纏對」中一個粒子所發生的事情決定了另一個粒子發生的事情，即使它們相距很遠。

長久以來，問題在於這些相關性是否是因為糾纏對中的粒子包含了隱藏變數和指示，預測了實驗中應該出現什麼結果。在1960 年代，約翰．斯圖爾特．貝爾（John Stewart Bell）提出了以他命名的數學不等式，說明假如有存在的隱藏變數，則大量測量結果之間的相關性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會違反貝爾不等式，因此會產生比貝爾不等式若為真時，更強的相關性。

克勞澤發展了約翰．貝爾的想法，產生了一個實際的實驗。當他測量時，這些測量明顯地違反了貝爾不等式，因而支持了量子力學。這意味著，量子力學不能被隱藏變數的理論所取代。

在克勞澤的實驗之後，仍然存在一些漏洞。阿斯佩開發了新的設計，而且，當他使用這個設計時，彌補了重要的漏洞。他能夠在糾纏對離開它的源頭後切換測量設定，使它們發射時的原始設定不會影響結果。

使用改良的工具和長期的一系列實驗，塞林格開始利用糾纏的量子態。此外，他的團隊證明了一種稱為量子遙傳（quantum teleportation）的現象，讓量子態從一個粒子移動到一個遙遠的粒子成為可能。

諾貝爾獎委員會主席安德斯．愛貝克（Anders Irbäck）表示：「我們愈來愈清楚地看到，一種新型態的量子技術正在成形。我們可以看到，獲獎者在糾纏態方面的工作非常重要，甚至超出了關於量子力學解釋的基本問題」。