與人們熟知的世界截然不同，自然界還存在著另類世界，被稱為量子世界。在量子世界中，粒子行為不遵從經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律，人類對(duì)量子的觀測(cè)更是難上加難。

 

        而通過(guò)巧妙的實(shí)驗(yàn)方法，阿羅什和維因蘭德的研究小組成功地實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)量子系統(tǒng)的測(cè)量和控制，顛覆了之前人們認(rèn)為的其無(wú)法被直接觀測(cè)的看法。

 

        提高人類對(duì)物質(zhì)的操控能力

 

        “這是兩種開(kāi)創(chuàng)性的技術(shù)，后來(lái)都發(fā)展成為量子研究領(lǐng)域新的研究手段和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。” 中科院院士、中科大量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任郭光燦在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)。

 

        阿羅什的工作是打造出一個(gè)微波腔，借助單個(gè)原子在微波腔中會(huì)輻射或吸收單個(gè)光子的特性，實(shí)現(xiàn)了操縱單個(gè)光子。而維因蘭德則制造出了一個(gè)離子阱，先用光來(lái)俘獲離子，然后用激光冷卻離子，進(jìn)而對(duì)離子進(jìn)行測(cè)量和控制。

 

        “在科學(xué)上，他們的研究標(biāo)志著人類對(duì)物質(zhì)的操控能力大大提高了。”中科院院士潘建偉在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)評(píng)價(jià)，“具備這一能力后，量子計(jì)算和精密測(cè)量便有了變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的可能性。”比如，用于制造衛(wèi)星導(dǎo)航、飛機(jī)上GPS所需要的精確時(shí)鐘。

 

        山西大學(xué)量子光學(xué)與光量子器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授張?zhí)觳艑?duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者說(shuō)，這些實(shí)驗(yàn)方法在單原子、單離子和單光子的水平上深刻地揭示了微觀量子世界的許多奇異性質(zhì)，開(kāi)辟了操控和測(cè)量單量子系統(tǒng)的方法，在精密測(cè)量、量子信息和量子控制中具有重要應(yīng)用。

 

        與獲獎(jiǎng)科學(xué)家有合作

 

        2000年，郭光燦和學(xué)生在《物理評(píng)論》上發(fā)表了一篇理論文章，阿羅什很快發(fā)現(xiàn)了這篇文章，并在2001年用此次獲獎(jiǎng)的實(shí)驗(yàn)方法證明了這個(gè)理論。

 

        “實(shí)驗(yàn)成功之后，阿羅什在發(fā)給我的一封電子郵件中說(shuō)：‘很高興在實(shí)驗(yàn)上把你們的方案做出來(lái)。’”郭光燦告訴記者，后來(lái)，他的學(xué)生還有兩篇理論文章同樣被阿羅什小組用實(shí)驗(yàn)證明。隨后，這名學(xué)生還被阿羅什邀請(qǐng)去法國(guó)訪問(wèn)學(xué)習(xí)了一段時(shí)間。

 

        張?zhí)觳耪f(shuō)，國(guó)內(nèi)最近幾年也有若干大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了單量子系統(tǒng)操控和腔量子電動(dòng)力學(xué)方面的理論和實(shí)驗(yàn)研究，并取得了重要進(jìn)展。“國(guó)內(nèi)很多從事量子光學(xué)研究的單位與阿羅什所在的法國(guó)巴黎高師有多年的密切合作交流關(guān)系。”

 

        提到兩位獲獎(jiǎng)的科學(xué)家，潘建偉稱，他在奧地利留學(xué)時(shí)便結(jié)識(shí)了阿羅什。“他是一位溫文爾雅的科學(xué)家，而維因蘭德則更具備美國(guó)西部牛仔的氣質(zhì)。”

 

        中國(guó)更需原創(chuàng)

 

        “目前，國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部都有相關(guān)項(xiàng)目支持這方面的理論和實(shí)驗(yàn)研究。”張?zhí)觳鸥嬖V記者。

 

        近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)家在整個(gè)量子信息領(lǐng)域的研究都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。今年6月，潘建偉團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)百公里量級(jí)的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)，為發(fā)射全球首顆“量子通訊衛(wèi)星”奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

 

        不過(guò)，在探討到兩位獲獎(jiǎng)科學(xué)家的成就時(shí)，中科院院士孫昌璞對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者直言：“在量子研究領(lǐng)域，目前中國(guó)的實(shí)驗(yàn)水平已經(jīng)很高了，但相比兩位獲獎(jiǎng)?wù)叩某晒�，因�(yàn)橹袊?guó)用的都是商業(yè)化設(shè)備，所以在實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)上，很難有真正原創(chuàng)性的創(chuàng)新。”