【小哈划重点:量子密码学的实际应用:他的研究为量子加密通信(如BB84协议)提供了实验支持,推动了欧洲量子通信网络的发展。2022年10月,瑞典皇家科学院宣布将诺贝尔物理学奖授予塞林格、阿斯佩和克劳泽,以表彰他们“用纠缠光子验证了量子不遵循贝尔不等式,开创了量子信息学”。】
安东·塞林格(AntonZeilinger)是当代最杰出的实验物理学家之一,他在量子力学基础研究和量子信息科学领域做出了开创性贡献。2022年,他因在量子纠缠实验方面的突破性工作与阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽共同荣获诺贝尔物理学奖。他的科学生涯跨越半个多世纪,从奥地利乡村的童年到世界顶尖实验室,他的生平及科研成就不仅关乎科学发现,更展现了人类对未知的永恒追求。
1945年5月20日,塞林格出生于奥地利上奥州的小镇里德因克瑞斯。他的父亲是一名教师,母亲来自一个手工业家庭。尽管家庭并不富裕,但父母十分重视教育,鼓励他广泛阅读和独立思考。少年时期的塞林格对自然科学充满兴趣,尤其痴迷于物理学和天文学。
1963年,塞林格进入维也纳大学学习物理和数学。在大学期间,他深受量子力学奠基人薛定谔的影响,开始思考量子世界的奥秘。1971年,他在维也纳大学获得博士学位,论文研究方向是中子物理。
毕业后,塞林格先后在维也纳原子能研究所和麻省理工学院从事博士后研究。在麻省理工学院期间,他接触到当时最前沿的量子光学实验技术,这为他后来的研究方向奠定了基础。
1979年,他回到奥地利,在维也纳工业大学担任讲师,并逐渐将研究重心转向量子力学的基础问题。这一时期,他尤其关注贝尔不等式的实验验证——这一理论由约翰·贝尔提出,用于检验量子力学是否真的允许“幽灵般的超距作用”(即量子纠缠)。
1990年代是塞林格科研生涯的黄金时期。他在因斯布鲁克大学组建了自己的实验团队,专注于光子的量子纠缠研究。1997年,他与学生潘建伟(后来成为中国量子通信领域的领军人物)等人合作,首次在实验中实现了量子隐形传态——即利用量子纠缠将一个光子的量子态瞬间传输到另一个光子上,而无需物理传递。这一成果发表在《自然》杂志上,震撼了整个物理学界,并被《科学》杂志评为年度十大科学突破之一。
塞林格(右)和阿斯佩(左)、克劳泽获得2022年诺贝尔物理学奖
1998年,他的团队进一步完成了纠缠交换实验,证明即使两个从未直接相互作用的光子也能建立纠缠关系。这些实验不仅验证了量子力学的非定域性,也为未来的量子通信和量子计算奠定了基础。
进入21世纪,塞林格的研究继续拓展。2003年,他成为维也纳大学物理系主任,并建立了维也纳量子科学与技术中心,吸引了全球顶尖的量子物理学者。他的团队在多个方向取得突破——
大分子量子干涉实验:成功观测到复杂有机分子的量子波动特性,挑战了经典与量子世界的界限。
量子密码学的实际应用:他的研究为量子加密通信(如BB84协议)提供了实验支持,推动了欧洲量子通信网络的发展。
2022年10月,瑞典皇家科学院宣布将诺贝尔物理学奖授予塞林格、阿斯佩和克劳泽,以表彰他们“用纠缠光子验证了量子不遵循贝尔不等式,开创了量子信息学”。这一奖项不仅是对他数十年研究的肯定,也标志着量子技术从理论走向现实应用的里程碑。
此外,塞林格的科研成就和国际合作也获得了多国肯定。1998年,塞林格当选奥地利科学院院士;2009年当选为法兰西科学院外籍院士;2011年当选为欧洲科学院院士;2012年当选为美国科学促进会会士;2014年当选为美国科学院外籍院士、发展中国家科学院院士;2019年当选中国科学院外籍院士。
塞林格与中国也颇有渊源,其长期致力于积极推动中奥国际学术交流与合作。自1983年起,塞林格与中国科学院以及中国工程院等机构长期保持着沟通和交流,并与多家单位建立密切合作关系。其中,利用“墨子号”量子科学实验卫星,他的团队合作参与了中国科学院主导的洲际量子通信实验,在国际上首次实现北京—维也纳两地的量子保密通信,成果入选美国物理学会评选的2018年度国际物理学十大进展。2015年,塞林格组织奥地利科学院举办了发展中国家科学院第26届院士大会,中国科学院院长、发展中国家科学院院长白春礼等参会,促进了我国科研人员的国际交流与合作。塞林格还受聘为中国科技大学、南京大学等多所中国大学的名誉教授,为中国合作培养优秀中青年学术人才。
尽管已年近八旬,塞林格仍活跃在科研一线。他经常在公开演讲中强调基础研究的重要性,并探讨量子力学对哲学和现实认知的挑战。
塞林格的科研经历是科学探索精神的完美体现。从奥地利乡村的少年到诺贝尔奖得主,他用严谨的实验和深邃的思考,推动了人类对量子世界的理解。他的工作不仅改变了物理学,更催生了量子通信、量子计算等革命性技术,深刻影响着人类的未来。(刊物综合整理)