(中央社斯德哥爾摩9日綜合外電報導)法國的雅霍許(Serge Haroche)和美國的溫蘭德(David Wineland)今天因量子物理學研究榮獲諾貝爾物理學獎,兩人的研究成果,有朝一日可能開啟邁向超級電腦之路。
兩人發現不破壞卻能測量量子粒子的方法。研究人員先前認為這是不可能辦到的。
瑞典皇家科學院(Royal Swedish Academy ofSciences)說,兩人的研究成就可能導致根據量子物理學,打造出新的超快速電腦。
瑞典評審團說,兩人獲獎是由於「在測量和操控個別量子系統」的開創性實驗方法。
評審團說,兩人的研究也導向建造出極端精確的時鐘,這種時鐘能成為新標準時間的未來基礎,精確度是當前銫原子鐘的100倍以上。
他們兩位的專長是量子纏結(entanglement),兩個粒子交互作用時,就會出現「纏結」,意思是一個粒子會影響遠處的另一個粒子。即使兩個粒子分開,兩者的連結還會持續一段長時間。
在纏結時,粒子也可能進入態疊加(superposition)狀態,這開啟了超級電腦之路。
現在的電腦用的是二元碼,資料儲存在一個不是0就是1的位元上。
但在態疊加中,一個量子位元(qubit)可能是0或1,或既是0又是1。
這可能增加很大的資料儲存空間,對於需要處理大量數字的工作大有助益,像是跑氣候變遷模型或破解密碼等。
但仍有許多技術難關需要克服。
瑞典皇家科學院發布聲明說:「這兩位諾貝爾桂冠得主藉由展示不會破壞、卻能直接觀測個別量子粒子,開啟了量子物理學的實驗新時代。」兩人將合得800萬瑞典克朗(120萬美元)獎金。
聲明說:「量子電腦或許會在本世紀改變我們的日常生活,就像電腦在上個世紀大幅改變人類生活一樣。」1011009
幾億年才能破解的密碼…2小時完成
自由時報 – 2012年10月10日 上午4:32〔自由時報記者湯佳玲/台北報導〕今年諾貝爾物理獎頒給原子物理和量子光學領域大師美國溫蘭德(David J. Wineland)與法國雅洛許(Serge Haroche),他們以特殊的實驗方法讓科學家首度以非破壞性方式讀取和操縱量子狀態,開啟日後量子計算的新頁,也讓原本好幾億年才能破解的密碼,變得只要兩小時內就能完成;並因為其傳輸絕對保密的特性,極適合應用在國家機密保防上。
傳輸絕對保密特性 適合應用在國安
清華大學光電所副教授李瑞光指出,量子非常脆弱,容易受到環境影響,只要任何量測動作都會破壞量子狀態,所以量子非常不容易量測。但是兩人卻是科學界首度分別以離子和原子非破壞性的實驗方法,讀取和操縱到量子狀態。
眾多電腦並聯資訊量 一台量子電腦解決
李瑞光表示,兩人讀取到的量子現象,開啟了接續的量子科學、量子計算等一連串的研究,也讓量子電腦變得可能。他說,如果遇到複雜的問題,現行電腦必須用等比級數的台數來加快計算速度;但是量子電腦卻是以等差級數的台數解決,因此速度快得太多,「可解決計算機所有沒有辦法解決的問題」。
專長原子物理與量子光學的國立成功大學物理系副教授陳泳帆解釋,美國的溫蘭德用雷射場把離子抓住,與光交互作用下會產生一種類似傳統電腦零、一位元開關的運算,但不同的是溫蘭德兩個位元彼此有關聯,而且重疊,具有平行運算的能力,因此可以讓原本要很多台電腦並聯的資訊儲存量,只要靠一台量子電腦就可解決。例如,原本需要好幾億年才能破解的銀行密碼,量子電腦只要一、兩小時就可破解。
陳泳帆表示,另一方面,量子系統又具有傳輸保密的特性,因為只要有人一進入量測,狀態就會被破壞,因此非常適合在國家軍事機密上使用。
魏恩蘭 離子陷阱實驗奠基者
作者: 楊明暐╱綜合報導 | 中時電子報 – 2012年10月10日 上午5:30中國時報【楊明暐╱綜合報導】
與法國的亞侯煦同得二○一二年諾貝爾物理學獎的美國科學家魏恩蘭(David Wineland),目前任職於美國「國家標準和技術研究院」(NIST)位在科羅拉多州博爾德市的物理實驗室,從事量子光學相關研究。
魏恩蘭一九四四年出生於威斯康辛州密爾瓦基,一九六五年自加州大學柏克萊分校畢業,一九七○年獲哈佛大學物理學博士學位。他曾赴西雅圖華盛頓大學從事博士後研究,一九七五年加入隸屬美國商務部的NIST,並在該所開啟離子儲存(ion storage)相關研究。
魏恩蘭帶領NIST的離子儲存小組,專門研究雷射冷卻與捕獲離子的光譜分析技術。他是「離子陷阱量子計算」(ion trap quantum computing)實驗的奠基者,他在所謂「保羅陷阱」(Paul traps)中對離子進行雷射冷卻,並使用捕獲的離子,來實現量子計算操作。
魏恩蘭和亞侯煦是多年好友,兩人從事的研究,開啟了量子物理學實驗的新時代,對量子測量以及量子計算機領域具有深遠影響。NIST發言人布魯斯(Jim Burrus)形容魏恩蘭「很謙遜,未曾預料他會獲獎,也不覺得自己有什麼了不起。」他曾加入NIST的壘球隊「呆瓜隊」,擔任一壘手。
亞侯煦 量子光學領域先鋒
作者: 楊明暐╱綜合報導 | 中時電子報 – 2012年10月10日 上午5:30中國時報【楊明暐╱綜合報導】
二○一二年諾貝爾物理學獎得主之一、法國學者亞侯煦(Serge Haroche),是原子物理學和量子光學領域的專家。
亞侯煦一九四四年出生於摩洛哥卡薩布蘭卡(現稱達爾貝達),一九七一年自巴黎第六大學獲得博士學位,現為法蘭西學院和巴黎高等師範學院教授,並負責領導巴黎第六大學卡司特勒─布洛索實驗室(Laboratoire Kastler-Brossel)的簡單系統量子電動力學團隊。
自一九六五年起,亞侯煦開始投身量子光學研究。他對原子和光之間相互作用的觀察,使他成為量子光學領域裡的先鋒角色。
亞侯煦是「空腔量子電動力學」(cavity quantum electrodynamics,CQED)的奠基者之一。CQED能藉由概念上簡單的實驗,來解釋量子理論的基本原則,並實現量子資訊處理系統的原型。
亞侯煦的研究,使相關科學家得以透過實驗來研究和展示某些挑戰量子力學的假設,並對解釋微觀量子世界與傳統鉅觀世界之間的巨大差異做出可觀貢獻。
而他及其團隊所致力發展的量子物理學,可望為開發量子計算機奠定厚實的基礎。