激光冷却离子——中国学者解读2012年度诺贝尔物理学奖

2012-10-10 09:47

　　诺贝尔物理学奖评审委员会认为，两位获奖者首次让这个领域的研究向应用层面发展，让新一代的超级量子计算机的诞生有了初步的可能。

　　科学界认为，下一代计算机将是建立在量子层面的，它将比传统的计算机数据容量更大，数据处理速度更快。

　　此外，评委会还表示，两位获奖者也在极端精准的光子钟领域有着重大贡献。光子钟是世界上最精准的钟，比目前的最精准的铯原子钟要精确好几百倍。

　　今年物理学奖的获奖者都是实验物理学家。中科院高能物理研究所院士陈和生对记者介绍，物理学奖得主中，从事理论或实验研究的都有。此前，华人科学家丁肇中就是凭借实验物理而获得了诺贝尔奖，而李振道和杨振宁则凭借理论研究获得诺奖。

　　在物理界，理论和应用互补，理论学家通过计算得出假设，实验物理学家继而进行验证，或者，实验物理学家在实验中发现了一个现有假设无法解释的现象，再由理论学家对其进行分析解释，发展理论。

　　中科院量子信息重点实验室教授周正威说，我国的量子光学在某些方面世界领先，如实现了量子层面较远距离的“瞬间转移”，但采用的技术总体上还较为简单，不过也有些大学开始引入“离子井”这样复杂高尖端的系统。

　　■ 释疑

　　微观与宏观世界如何不同？

　　中科院量子信息重点实验室教授周正威介绍，物理世界分成宏观和微观两个层面，宏观是人眼能见到，能够操纵的现实世界，而微观层面则由极小无比的量子构成，在微观世界中的量子，有着宏观世界无法想象的特性。

　　对此，物理学界有一个很著名的说法：“薛定谔的猫”，其中，猫相当于微观世界里的量子，可以同时存在于两个不同的状态中，如“死”与“活”，只有进入宏观世界时，这种状态才会被打破。

　　周正威解释，在量子世界中，量子可以同时处于A地和B地，但在宏观世界中，一个人无法同时存在于左边的屋子和右边的屋子里。

　　“量子这种叠加状态，用人类的一般意识是无法说清楚的。”

　　他说，目前获奖的物理学家就在挑战这种极限，试图在微观和宏观之间挂钩，“他们的想法是，把微观的系统尽可能做大，先控制一个离子的叠加状态，然后控制几个，再几十个，希望有朝一日，能够足够大到进入宏观层面。”

　　如何在微观世界“捕粒子”？

　　中科院量子信息重点实验室教授周正威说，法国与美国的这两位科学家一同得奖，是因为他们有一个共同性，即能够操纵微观世界里的单个量子。

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