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解開量子糾纏之謎
Professor Jeff Ou Zheyu
區(qū)澤宇教授

 

香港城市大學(xué)(城大)物理學(xué)系講座教授、量子光學(xué)知名專家區(qū)澤宇教授1月11日主持「校長講座系列:學(xué)術(shù)薈萃」,發(fā)表題為「解開量子糾纏之謎」的演講。區(qū)教授介紹去年諾貝爾物理學(xué)獎得主的研究,揭示量子糾纏的奧秘,並探討第二次量子革命的應(yīng)用潛力。

量子糾纏是指兩個粒子即使被廣闊的星際空間分隔,卻仍然互相連繫的驚人現(xiàn)象。

量子糾纏是校園近期的熱議題目,因?yàn)槌谴笈c去年兩位諾貝爾物理學(xué)獎得主關(guān)係密切。他們是城大香港高等研究院資深院士阿蘭.阿斯佩教授、奧地利科學(xué)院Anton Zeilinger教授,後者是2022年12月HK Tech Forum系列「量子物理及複雜系統(tǒng)」論壇的專題講者。這次講座可謂適逢其時。

這些開創(chuàng)先河的學(xué)者率先開展的研究,有助證明奇異的量子糾纏理論。

歐教授說:「對公眾來說,量子糾纏難以理解,但卻是物理學(xué)的基本概念。」

歐教授在量子傳感及計量學(xué)、量子狀態(tài)工程,及較為基礎(chǔ)的量子干涉和量子測量過程等領(lǐng)域,是全球最具影響力的學(xué)者之一。他在演講中介紹了愛因斯坦與其他學(xué)者引入量子糾纏的概念,以反駁現(xiàn)代量子物理學(xué)。

歐教授解釋說:「愛因斯坦認(rèn)為,物理量必須是確定的。如果不確定,那並非因?yàn)樗徽鎸?shí),而是因?yàn)槲覀儧]能力知道。它是存在的,只是超出了我們的認(rèn)知能力。」

然而後來的研究(包括歐教授本人的研究),尤其是他在量子光學(xué)中的洪-歐-孟德爾效應(yīng)研究,已證明量子糾纏是真實(shí)的,儘管這概念看來有點(diǎn)怪異。

歐教授說:「其後在理論及實(shí)驗(yàn)測試方面的發(fā)展,證實(shí)了令人難以想像的量子概念,同時為第二次量子革命打下基礎(chǔ)。這場革命有望為計算、安全通訊及傳感應(yīng)用等領(lǐng)域帶來顛覆、變革性科技創(chuàng)新。」

這場科技革命對量子計算、通訊、傳感器以至遠(yuǎn)距傳物都影響深遠(yuǎn),但要真正應(yīng)用其中,卻依然前路迢迢。

區(qū)教授解釋說:「量子系統(tǒng)很難構(gòu)建。」他指這類嘗試有內(nèi)在矛盾:一方面,量子系統(tǒng)必須要孤立隔離才能成為量子;另一方面,量子系統(tǒng)既要互動以處理資訊,又要以大規(guī)模、宏觀的級別運(yùn)作。

儘管障礙重重,他對未來前景仍表振奮。他說:「我們能善用量子糾纏,量子科技在未來大有希望!」

區(qū)教授是北京大學(xué)理學(xué)學(xué)士、紐約羅切斯特大學(xué)博士,亦是美國物理學(xué)會、光學(xué)學(xué)會會士。