闽江理论物理协作中心第十四场学术报告|郑仕标:量子纠缠及其在量子信息中的应用--关于2022年诺贝尔物理学奖的解读

发布者:柯达发布时间:2022-10-13浏览次数:19

20221010日下午,全国模范教师、“长江学者”特聘教授、“国家杰出青年科学基金”获得者、福建省量子信息与量子光学重点实验室主任、福州大学物理与信息工程学院教授、博士生导师郑仕标应闽江理论物理协作中心的邀请来到闽江学院bwin必赢,以《量子纠缠及其在量子信息中的应用--关于2022年诺贝尔物理学奖的解读》为题进行了主题讲座。闽江学院陈兴明副校长出席讲座并致辞,物电师生共100余人到场聆听,讲座由bwin必赢副院长、闽江理论物理协作中心执行主任熊大兴教授主持。

讲座开始前,陈兴明副校长首先对郑仕标教授的莅临表示衷心感谢和热烈欢迎。他表示,郑教授长期从事量子光学和量子信息方面的科研及相关教学工作,围绕该领域的重要科学问题和瓶颈技术,开展相关科学研究,已取得了一系列富有创新性的研究成果。在国际上,2012年诺贝尔物理学奖获得者Serge Haroche领导的小组认为郑教授所提出的理论方案为复杂纠缠操纵开辟了很有希望的前景,在量子信息处理方面很有前途。郑教授的这份孜孜不倦、潜心专研的初心和奋楫笃行、臻于至善的治学态度是我们研习进取的榜样。

进入讲座正题,郑仕标教授先梳理了量子力学的前世今生,从旧量子论到新量子论,从马克斯·普朗克对光波的发射和吸收的研究,提出辐射量子假说,点燃了旧量子论到德布罗意提出了物质波概念,一大批优秀的物理学家如波尔、海森堡、薛定谔和狄拉克打开了探索物质微观世界结构、运动与变化规律的大门,时至今日,量子现象依然在颠覆我们对物质世界的固有认知。

接着,郑仕标教授谈到了玻尔与爱因斯坦的大论战、薛定谔猫(量子理论理想实验)以及著名的EPR佯谬(Einstein-Podolsky-Rosen Paradox),再引出量子纠缠态及贝尔不等式,并围绕2022年诺贝尔物理学奖进行解读。量子力学长期以来的一个核心理论难题是“远距离的幽灵行动”问题,即两个或多个粒子以所谓的纠缠态存在,而纠缠对中的一个粒子状态的变化,就决定了另一个粒子状态的变化——即便它们相距很遥远。2022年诺贝尔物理学奖三位获奖者最大的贡献如诺贝尔物理学委员会主席安德斯·伊尔贝克在颁奖时所说,他们各自使用“两个粒子即使在分离时也表现得像一个单元”的纠缠量子态,进行了开创性实验,实验结果为基于量子信息的新技术扫清了障碍。郑仕标教授强调量子纠缠和量子信息已然成为当前国际前沿热点课题。

最后,郑仕标教授介绍了量子计算机的物理基础、优势、物理实现和超导电路型、离子阱型等量子计算机的进展,同时讲解了量子密码及其实现方案。他指出,我国量子通讯领域发展在国际上处于领先地位,如近期“墨子号量子科学实验卫星”全球首次实现了千公里级基于纠缠的无中继自由空间量子密钥分发,不仅将以往地面无中继量子密钥分发的空间距离提高一个数量级,而且通过物理原理确保即使卫星被他方控制,依然能够实现安全的量子密钥分发。

在互动提问环节,学院熊持教授、陈曦耀教授及其他在场师生与郑仕标教授进行交流和探讨。郑仕标教授指出,兴趣是最好的老师,坚持是最好的见证,许多物理学家一生都在实践和思考中探寻世界的规律,天赋不是每个人都有的,但是有努力一定会有收获。

讲座尾声,熊大兴副院长对此次讲座进行了总结,并代表学院对郑仕标教授带来的精彩报告表示感谢,讲座在热烈的掌声中落下了帷幕。

郑仕标教授的来访由闽江学院闽江理论物理协作中心科研平台支持。



协作中心  /熊持 庄卉  图/郑佳敏