诺奖得主Alain Aspect谈量子的挑战和未来

发布时间：2023-06-06 10:35:41 所属栏目：动态来源：

导读：近期，诺贝尔物理学奖获得者Alain Aspect在接受电子工程专辑(EE Times Europe)采访时说：“诺贝尔奖是由于显示了纠缠的非凡特性而获得的，但我还研究了许多其他惊人的量子现象，包括将原子冷却到光子反冲力以下

近期，诺贝尔物理学奖获得者Alain Aspect在接受电子工程专辑(EE Times Europe)采访时说：“诺贝尔奖是由于显示了纠缠的非凡特性而获得的，但我还研究了许多其他惊人的量子现象，包括将原子冷却到光子反冲力以下。”

Alain Aspect是一位法国物理学家，因其在量子力学领域的开创性工作，特别是对无聊的纠缠粒子自然运动特性的开创性研究，于2022年获得诺贝尔物理学奖。

Aspect的研究照亮了量子物理学最“奇怪”的特征。他在1982年用纠缠光子做的贝尔不等式实验，帮助解决了1935年爱因斯坦-布尔的争论。他和他以前的博士生、法国物理学家Philippe Grangier，随后证明了单一光子的波粒二象性。在与1997年分享诺贝尔物理学奖的法国物理学家Claude Cohen-Tannoudji（1985-1992）开发了激光冷却原子后，他转向了原子光学：他的小组用原子而不是光子重新审视了量子光学的里程碑，并创造了第一个无序等离子体材料模型的量子高尔夫模拟器。

在他的职业生涯中，Aspect进行了许多实验、揭示了量子世界的奥秘。他最重要的贡献之一是关于量子纠缠的工作：通过这种方式，两个粒子可以联系在一起，人们无法谈论每个粒子的状态，只能谈论这对粒子的全局状态。他的纠缠光子研究在量子物理学研究中取得了重大突破,也使得量子计算的产生有了重要意义。

Aspect对冷原子的研究是一个创新的方法，它可以冷却原子、用激光固定和操纵它们。这种方法对于实现中性原子量子计算是最重要的，他的研究还促使Grangier开发了用于单原子的光学镊子。

Aspect教授的研究通过反贝尔不等式清楚地证明了两个不同光子之间的纠缠。纠缠物体的每个组成部分都与其他部分紧密相连（即使它们被阻止相互作用的距离分开）。纠缠是量子物体的一个基本特征，第二次量子革命也是由这一想法推动的。

Aspect说：“自80年代以来我们已经证明，当想有一个真正根本的量子现象时，需要能够解决单一的量子对象，而不是一个只能用于集体资源的控制的对象的集合体。”

量子计算旨在克服经典计算的限制，并带来前所未有的处理能力，以解决以前无法解决的现实世界问题。根据Aspect的说法，目前量子计算有两个主要挑战：第一个是很相干，主要与原子的屏蔽和冷却有关；另一个挑战是可以随意将任何站点与任何其他站点纠缠在一起。

“我们以激光为例，”他说：“拥有对大多数应用来说足够好的激光器花了几十年时间。我毫不怀疑，当需求来了，但没有任何基本的物理定律告诉我们这是不可能的，这就是一个工程问题。如果你有一个市场、如果你能投资资金，它应该迟早会成功；只是不一定是设想的那样。即便在那样的时代,人们也需要更灵活的思路。”

Pasqal是光学研究所的衍生产品，由Georges-Olivier Reymond、Christophe Jurczak、Aspect、Antoine Browaeys和Thierry Lahaye于2019年共同创立。

量子处理器可以建立在各种平台上，包括捕获离子、超导电路、量子点和中性原子。法国初创公司Pasqal正在研究其中性原子量子计算平台，以便在2024年之前提供1000量子比特的量子计算机。

Pasqal使用单个激光器，然后将其分解成若干激光束。这意味着这个解决方案具有高度的可扩展性，因为它可以控制数百个量子比特。量子操作的质量与激光束的质量直接相关，例如，在频率稳定方面。他们正在使用最好的激光器来实施一些稳定技术，以保证量子操作的这种高效率。

当思考到量子计算的未来，Aspect说，我们不仅需要优秀的物理学家和工程师，也需要优秀的计算机科学家。量子物理学很困难，大多在大学或公共研究中心研究。另一方面，如果工业界想进入这个游戏，我们也必须培养相应的专家。

（编辑：汽车网）

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