2022年諾貝爾物理學獎獲得者：法國物理學家阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國理論和實驗物理學家約翰·弗朗西斯·克勞澤（John F. Clauser） 和奧地利物理學家安東·塞林格（Anton Zeilinger）
北京時間10月4日下午，在瑞典首都斯德哥爾摩，瑞典皇家科學院宣布，將2022年諾貝爾物理學獎授予法國物理學家阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國理論和實驗物理學家約翰·弗朗西斯·克勞澤（John F. Clauser） 和奧地利物理學家安東·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他們在量子信息科學研究方面作出的貢獻。
他們通過光子糾纏實驗，確定貝爾不等式在量子世界中不成立，并開創了量子信息這一學科。
諾貝爾獎官網發布的新聞公報稱，量子力學正開始得到應用。量子計算機、量子網絡和安全的量子加密通信已經成為很大的研究領域。而這一發展的一個關鍵因素是量子力學如何允許兩個或多個粒子以糾纏態存在。糾纏粒子對中的一個粒子的狀態，決定了另一個粒子的狀態，即使這兩個粒子相距很遠。
Alain Aspect、John Clauser 和 Anton Zeilinger 各自使用“兩個粒子即使在分離時也表現得像一個單元”的糾纏量子態，進行了開創性實驗。他們的實驗結果為基于量子信息的新技術掃清了障礙。
獲獎者將獲得一份證書、金質獎章和獎金。2022年諾貝爾獎各個獎項的獎金是1000萬瑞典克朗，按當前匯率，約合650萬元人民幣。上述獎金由三位獲獎者平分。
此前，諾貝爾物理學獎已頒發過115次。
在第一次世界大戰（1914-1918）和第二次世界大戰（1939-1945）期間，在1916年、1931年、1934年、1940年、1941年、1942年等六年里，沒有頒發諾貝爾物理學獎。
從1901年到2021年，約翰·巴丁是唯一一位曾兩次獲得諾貝爾物理學獎的獲獎者。這意味著，在2022年之前，共有218人曾獲得諾貝爾物理學獎。
解讀諾獎：量子糾纏到底是什么？
量子信息科學的研究包括量子計算機、量子網絡和安全的量子加密通信。
目前，量子信息科學已經從理論層面，如今開始得到應用，例如專注于通過單個粒子系統的特殊屬性來建造量子計算機、改進測量方法，以及構建量子網絡和安全的量子加密通信等。
而這一發展的一個關鍵因素是量子力學如何允許兩個或多個粒子以糾纏態存在。糾纏粒子對中的一個粒子的狀態，決定了另一個粒子的狀態，即使這兩個粒子相距很遠——這就是“量子糾纏”。
在幾十年前，量子力學卻曾受到包括物理學泰斗級人物愛因斯坦（Albert Einstein）、薛定諤等多位物理學家的公開質疑，其中就包括了“量子糾纏”。愛因斯坦稱，量子糾纏為“幽靈般的超距作用”。他還有一句名言——“上帝不會擲骰子”，也是在否定量子力學中的“測不準原理”，即由于測量的干涉效應，粒子的位置與動量不可同時被測定。
量子糾纏示意圖（來源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科學院）
早在1935年，愛因斯坦、博士后羅森、研究員波多爾斯基聯合發表了論文《物理實在的量子力學描述能否被認為是完備的？》，后人稱之為EPR文章，EPR即是三人的名的首字母。這篇文章的論證又被稱為EPR佯謬或愛因斯坦定域實在論，愛因斯坦認為，一個粒子只在局部擁有其所有特性并決定了任何測量的結局。
隨后，薛定諤也發表了幾篇相關論文，定義了“量子糾纏”這一術語。但這種行為被愛因斯坦抨擊為違背定域實在論。他表示，量子力學的標準表述不具完備性。
1964年，英國物理學家約翰·貝爾（John Stewart Bell）提出了以他名字命名的數學不等式。他提出，如果存在隱藏變量，大量測量結果之間的相關性將永遠不會超過某個值。然而，量子力學預言，某種類型的實驗將違反貝爾不等式，從而導致比其他方式更強的相關性。
獲獎者之一的約翰克·勞瑟，發展了約翰·貝爾的想法，并進行了一個實際的量子糾纏實驗：勞瑟使用了鈣原子，在他用特殊的光照射后，鈣原子可以發射糾纏光子。他在兩側設置了一個濾光片來測量光子的偏振。經過一系列測量，他能夠證明它們違反了貝爾不等式。這意味著，量子力學不能被一個使用隱藏變量的理論所取代。
用貝爾不等式進行實驗
但勞瑟實驗仍然存在一些漏洞（loophole）。隨后，阿斯佩教授進一步完善了這一實驗，他在糾纏粒子離開發射源后，切換了測量設置，因此粒子發射時存在的設置不會影響到實驗結果。
通過精密的工具和一系列實驗，塞林格教授開始使用糾纏態量子。他的研究團隊（潘建偉教授是成員之一）還展示了一種被稱為“量子隱形傳態”的現象，這使得量子在一定距離內從一個粒子移動到另一個粒子成為可能。
近十年諾貝爾獎物理學獎得主的情況如下：
2021年，諾貝爾物理學獎被授予三名科學家。其中，日裔美籍科學家真鍋淑郎和德國科學家克勞斯?哈塞爾曼因“建立地球氣候的物理模型、量化其可變性并可靠地預測全球變暖”的相關研究獲獎，意大利科學家喬治?帕里西因“發現了從原子到行星尺度的物理系統中無序和波動的相互作用”獲獎。
2020年，諾貝爾物理學獎頒發給了三位獲獎者，因為“他們發現了宇宙中最奇異的現象之一——黑洞”。英國科學家羅杰?彭羅斯因證明黑洞是愛因斯坦廣義相對論的直接結果而獲獎；德國科學家賴因哈德?根策爾和美國科學家安德烈婭?蓋茲因在銀河系中央發現超大質量天體而獲獎。
2019年，諾貝爾物理學獎被頒發給兩個領域的科學家，其中，加拿大裔美國科學家詹姆斯?皮布爾斯的獲獎理由是他在物理宇宙學領域的理論性發現；而瑞士科學家米歇爾?馬約爾與瑞士科學家迪迪埃?奎洛茲則因“發現了圍繞其他類太陽恒星運行的系外行星”獲獎。
2018年，諾貝爾物理學獎被授予美國科學家阿瑟?阿什金、法國科學家熱拉爾?穆魯及加拿大科學家唐娜?斯特里克蘭，以表彰其在激光物理學領域取得的突破性貢獻。
2017年，雷納?韋斯、巴里?巴瑞斯和吉普?索恩因引力波探測研究獲獎。
2016年，英國科學家大衛?索利斯、鄧肯?霍爾丹和邁克爾?科斯特利茨，因在理論上發現了物質的拓撲相變和拓撲相而榮獲該獎項。
2015年，日本科學家梶田隆章和加拿大科學家亞瑟?麥克唐納共同獲諾貝爾物理學獎。兩人因發現中微子振蕩，證明中微子有質量而獲獎。
資料圖：諾貝爾獎獎章。
2014年，諾貝爾物理學獎得主是日本科學家赤崎勇、日裔美國科學家中村修二及日本科學家天野浩。他們開發了藍色發光二極管(LED)，使節電的高亮度照明器材成為可能，極大改變了人們的生活。
2013年，諾貝爾物理學獎被授予比利時理論物理學者弗朗索瓦?恩格勒和英國理論物理學家彼得?希格斯，兩人因預測被稱為“上帝粒子”的希格斯玻色子的存在而獲獎。
2012年，諾貝爾物理學獎由法國科學家塞爾日?阿羅什與美國科學家大衛?維因蘭德獲得，兩位物理學家因為在量子光學領域對光與物質間的密切關系和相互作用的研究而獲得表彰。
