解開量子糾纏之謎

 

香港城市大學（城大）物理學系講座教授、量子光學知名專家區澤宇教授1月11日主持「校長講座系列：學術薈萃」，發表題為「解開量子糾纏之謎」的演講。區教授介紹去年諾貝爾物理學獎得主的研究，揭示量子糾纏的奧秘，並探討第二次量子革命的應用潛力。

量子糾纏是指兩個粒子即使被廣闊的星際空間分隔，卻仍然互相連繫的驚人現象。

量子糾纏是校園近期的熱議題目，因為城大與去年兩位諾貝爾物理學獎得主關係密切。他們是城大香港高等研究院資深院士阿蘭．阿斯佩教授、奧地利科學院Anton Zeilinger教授，後者是2022年12月HK Tech Forum系列「量子物理及複雜系統」論壇的專題講者。這次講座可謂適逢其時。

這些開創先河的學者率先開展的研究，有助證明奇異的量子糾纏理論。

歐教授說：「對公眾來說，量子糾纏難以理解，但卻是物理學的基本概念。」

歐教授在量子傳感及計量學、量子狀態工程，及較為基礎的量子干涉和量子測量過程等領域，是全球最具影響力的學者之一。他在演講中介紹了愛因斯坦與其他學者引入量子糾纏的概念，以反駁現代量子物理學。

歐教授解釋說：「愛因斯坦認為，物理量必須是確定的。如果不確定，那並非因為它不真實，而是因為我們沒能力知道。它是存在的，只是超出了我們的認知能力。」

然而後來的研究（包括歐教授本人的研究），尤其是他在量子光學中的洪-歐-孟德爾效應研究，已證明量子糾纏是真實的，儘管這概念看來有點怪異。

歐教授說：「其後在理論及實驗測試方面的發展，證實了令人難以想像的量子概念，同時為第二次量子革命打下基礎。這場革命有望為計算、安全通訊及傳感應用等領域帶來顛覆、變革性科技創新。」

這場科技革命對量子計算、通訊、傳感器以至遠距傳物都影響深遠，但要真正應用其中，卻依然前路迢迢。

區教授解釋說：「量子系統很難構建。」他指這類嘗試有內在矛盾：一方面，量子系統必須要孤立隔離才能成為量子；另一方面，量子系統既要互動以處理資訊，又要以大規模、宏觀的級別運作。

儘管障礙重重，他對未來前景仍表振奮。他說：「我們能善用量子糾纏，量子科技在未來大有希望！」

區教授是北京大學理學學士、紐約羅切斯特大學博士，亦是美國物理學會、光學學會會士。