中国量子力学后发，要看将来

　　北京时间10月4日17:45，在瑞典首都斯德哥尔摩，瑞典皇家科学院宣布，将2022年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）、美国理论和实验物理学家约翰·弗朗西斯·克劳泽（John F. Clauser） 和奥地利科学家安东·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他们在量子信息科学研究方面作出的贡献。他们通过光子纠缠实验，确定贝尔不等式在量子世界中不成立，并开创了量子信息这一学科。

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　　近日，中国科学技术大学副研究员、风云学会会长、《量子信息简话》作者袁岚峰接受观察者网专访，就三人的研究成果，量子力学发展历程，诺贝尔奖以及目前中国人获奖数量较少现象分享了自己的看法。

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　　以下为专访实录：

　　观察者网：10月4日，瑞典皇家科学院宣布，三名物理学家因为在量子信息科学研究方面做出的贡献，获得2022年诺贝尔物理学奖。可否介绍一下他们所做出的研究以及其意义？ 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　袁岚峰：他们最基本的成就是，判定究竟量子力学还是经典力学是对的：一个物理量在人们测量之前是不是必然有一个确定的状态？

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　　在经典的世界观下，无论你测或不测一个性质，那个性质已经有个确定的状态了。经典的世界观反映在一首诗里面：“你见，或者不见我，我就在那里，不悲不喜”；这首诗很多人以为是仓央嘉措写的，其实是当代女诗人谈笑靖写的。

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　　但是量子力学非常明确地表示，并不是这样，测量得到的结果可能是随机的。我写的《量子信息简话》里面非常详细的做了解释。量子力学的测量首先是要指定一个基组，它包括至少两个状态。待测的状态如果是基组当中的一个状态，你会得到一个确定值，即这个状态不变。但是如果你待测的状态不是这个基组中的一个状态，而是这些状态的一个线性叠加，那就会发生一个突然的变化，它会瞬间落到基组的某一个状态上去。这就告诉我们，量子力学对于世界的预测本质上就是概率性的，同一个原因可以得到不同的结果。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　我们平常会觉得，同样的原因会引来同样的结果。乍一看随机的事情，比方说掷硬币，仔细想一想就会发现结果其实是完全确定的，只不过因为掷硬币出手力度控制的不够好，所以才觉得是随机的；如果你控制的完全精确的话，那结果就是确定的。所以经典力学里的随机，都是伪随机。

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　　但量子力学认为，世界上存在真正的随机。这就是两种截然不同的世界观。而最明显反映这种世界观的区别就在于量子纠缠现象。

　　量子纠缠是 1934 年爱因斯坦和他的两个助手波多尔斯基和罗森在标题为“量子力学对世界的描述可以被认为是完备的吗？”的论文中提出来的，现在大家经常把他们的姓氏缩写为EPR。他们认为，量子力学是不完备的。他们经常问人一个问题，没有人看月亮的时候月亮是否就不存在了？他们在这篇论文中提出量子纠缠这个现象，希望以此驳倒量子力学。但是后来的实验发现量子力学是正确的，量子纠缠现象客观存在。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　有很多所谓科普会将这个现象比作两只手套，一只左手、一只右手，将它们分别寄给两个离得很远的人。一人打开盒子，发现收到一只左手手套，立刻就知道另外一个人收到右手手套。这样的比喻是能够说明一些问题，但会让人误以为量子世界跟经典世界一样，“手套”在寄发前就有确定的左右之分。这就没什么奇怪的，就像开盲盒一样。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　然而量子纠缠的关键在于，结果在测量之前是不确定的。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　观察者网：按您的比喻，量子纠缠类似于有一箱子的手套，你随机抽两个，发给两个人，一人看到左手套，另外必然就是右手套。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　袁岚峰：对，是有点像。但是，一箱子的说法还是有可能造成一个误会，就是让人以为是在描述一个统一现象。我们需要强调，量子力学并不是一个只能描述大量粒子统计性的理论，它对于单个粒子同样适用。假设只发一双手套，你可以认为手套不停的在左右状态之间来回摇摆，没有一个确定值，直到打开的一瞬间。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　在诺贝尔奖主页上，对于这次的成果，他们给出了一系列漫画式的解读，其中有一个用黑白球比喻。假如你手里拿一个黑球，你就知道对方必然是个白球。实际上，你应该想象那个球本来是灰球，并不确定是黑还是白，直到观测的那一瞬间，球才取得了黑或白当中的一个状态。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　量子纠缠实际的效果是，对于单个粒子的测量结果是不确定的，但是这两个随机数之间存在一个确定的关联。单粒子测量结果是不确定的，关联是确定的。至于这个关联是什么，很多例子说的是相反，也有很多例子说的是相同。这些关联其实都是可行的，取决于两粒子体系的初始状态，这个初始状态是实验制备出来的。你只要给定了一个量子体系的初始状态，人们在实验上就有办法把它制备出来。 本文来自散户吧WWW.SANHUBA.COM

　　观察者网：这次三个诺贝物理学奖获得者对于证明量子纠缠现象做出的具体贡献是什么？

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(小编：财神)