人物|南大教授眼中的诺奖得主安东·塞林格：导师对基础物理一直充满好奇南大教授眼中的诺奖得主安东

【人物|南大教授眼中的诺奖得主安东·塞林格：导师对基础物理一直充满好奇】北京时间10月4日下午，瑞典皇家科学院宣布，将2022年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）、美国理论和实验物理学家约翰·弗朗西斯·克劳泽（John F. Clauser）和奥地利物理学家安东·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他们通过光子纠缠实验，确定贝尔不等式在量子世界中不成立，并开创了量子信息这一学科。
新华日报·交汇点采访人员了解到，其中一位获奖者安东·塞林格，是南京大学物理学院教授马小松读博期间和博士后阶段的导师。
今天，我们邀请到马小松教授为读者科普量子物理的相关知识。

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量子的世界，远比你想象得神奇
了解今年的诺奖成就“量子信息”之前，你需要先理解这两个概念——“量子”和“量子纠缠” 。当一个物体存在最小的不可分割单元时，我们就说“它是量子化的”，并把这个最小单元称为“一个量子” 。这个概念由德国物理学家普朗克在1900年研究黑体辐射时率先提出——能量存在最小单元即“能量子”（量子），它的传播是不连续的，而是一份一份的。量子化是量子力学的主要特征之一。除了能量以外，电荷、粒子自旋等物理量也是量子化的。
“我们了解了微观世界的原子和分子，而想要更好地描述世界，所依赖的理论依据就是量子力学。”马小松告诉采访人员。量子科学区别于经典物理定律，是在量子力学基本原理基础上重新构建的，具有颠覆性的，观察、认识和理解微观世界的方法和理论。
“量子纠缠”有着神奇的特性。有专家对“量子纠缠”做了一个通俗的解释：在浩瀚的宇宙中有一种现象似乎颠覆了自然法则，如果把两个粒子放到一起配对后，再把两个粒子分开，一个放在实验室，而另一个放在宇宙空间，此时神奇的事情就发生了。即使放在宇宙空间的粒子与地球上的这个粒子距离数百光年外，它们也能相互关联；此时，科学家将地球上的一个粒子向左旋转，那么，宇宙空间的另一个粒子会同时向右旋转，且不受地球与宇宙空间的距离限制。这就是神奇的量子纠缠现象。
利用量子纠缠，科研工作者们陆续在量子通信、量子计算、量子精密测量等领域做出实践性开拓。
马小松告诉采访人员，量子力学与相对论是20世纪物理学最重要的两大进展。自20世纪初量子力学诞生以来，包括普朗克、玻尔、爱因斯坦等100多位科学家由于量子物理的研究而获得诺贝尔奖。今年的诺贝尔物理学奖，大家可以理解为颁发给了量子物理领域的科学家。三位科学家从基础物理的方面验证了贝尔不等式的不成立，并且在量子信息领域做出了新的成就。
“从20世纪70年代末开始，科学家们就在进行量子纠缠方面的工作。这次三位科学家在诺奖评选中胜出，是赢在了他们对量子物理最关键工作的论证，凸显出了量子力学和日常生活的不同之处。”马小松说。
量子物理未来能“改变世界”
专家介绍，在理论物理研究的基础上，科研工作者们有了新的“小目标”，要用量子物理来“改变世界” 。比如，在新药研发领域，量子计算就能帮上大忙。“目前的新药研发，科研人员需要在一遍遍试验的基础上做归纳和统计。而有了量子计算的帮助，科研人员就可以从分子和原子的微观角度，去计算如何与药物靶点相结合，这会大大提高新药研发的效率。”而在油田勘探领域，量子精密测量则像一个自带“透视镜”的“千里眼”，可以通过远距离测量的方式来帮助工作人员检测油田储备情况。