全球计算机100万年搞定的事 诺奖量子计算机只要花几分钟
法国人 塞尔日·阿罗什
反其道而行之：他控制并测量了被捕获的光子，办法是让原子从陷阱里通过。这些镜子陷阱是特制的，反射能力极强，可以让光子在其中停留0.1秒之久。光子在两面镜子组成的空腔里反弹，持续时间达0.1秒多。
美国人 戴维·维因兰德
使用光子来控制和测量那些被捕捉的带电离子。这些离子放置在真空和超低温中，防止外界干扰。
龙虎网讯 法国人塞尔日·阿罗什和美国人戴维·维因兰德因为粒子控制研究而获得2012年度诺贝尔物理学奖。
诺贝尔物理学奖评审委员会认定，两名获奖者“独立发明并发展测量和控制粒子个体、同时保持它们量子力学特性的方法”。
评委会9日在瑞典首都斯德哥尔摩宣布这一消息时认定，两人“开启量子物理学实验新时代的大门，显示不必损毁量子粒子个体，就可以直接观测它们”。
而此前大热的“上帝粒子”，因看不见摸不着，难以溯源，最终无缘诺贝尔物理学奖。
据悉，历史上曾有李政道、杨振宁、丁肇中、朱棣文、崔琦、高锟等六名华人获得诺贝尔物理学奖。
“鬼东西”咋抓住的?
设“陷阱”抓到飘忽的离子后 微弱灯光下等光子，看它俩“干啥”
“假如现在世界上所有计算机加起来处理一个问题，需要一百万年；一台未来的量子计算机只需要几分钟就能搞定。”昨天，南京大学物理学院于扬教授进行了解析。
量子很飘忽“捉”到它很难
南京大学物理学院超导量子计算小组于扬教授的工作就是与量子“打交道”。用他的话说，量子系统“好脆弱”，神秘难捕捉，一旦外部触碰到它的世界，就会瞬间消失。
在上世纪80年代前，量子物理虽然已经非常热门，但因为太“神秘”，科学家们只能一厢情愿地用理论来推测单个量子系统的运动规律。
直到法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·维因兰德的成功实验才打破这一僵局。“上世纪80年代，两名大师在实验室里成功观测到脆弱的量子系统，和它的运动轨迹。这是人类能够第一次在实验室里观测、验证量子的规律。从那以后，科学家们才能真正展开量子物理实验研究，而不再是纸上谈兵。”
实验好微小 每个步骤都很难
他们的实验究竟有多难呢“单个微观粒子非常小，单凭肉眼，根本看不到在哪。”于教授告诉扬子晚报记者，两位科学家选择的实验材料非常微小，一种是和原子尺寸想当的离子，另一种是光子。
“实验中，他们必须先捉到看不见也摸不着的离子——离子是一种比纳米还小的粒子，一纳米约为头发直径的十万分之一。捉到离子后，必须把它束缚在狭小的空间内，并冷却下来，等待光子‘降临’。这时科学家们必须把灯光调得十分微弱，直到出现单个的光子。”在这样微小的世界里，离子和光子“碰撞”，相互作用，让原本“飘忽”的量子系统稳定下来。“在这个实验中，每个步骤都很难实现。”
能给我们带来什么好处?
1 制造量子计算机
100万年算出的问题，几分钟就搞定了
于教授说，在量子计算世界里，计算机运算的单位不是现在的“位”，而是微小的“量子位”，用做信息处理，制作成量子芯片。“打个比方，如果现在全世界所有计算机加起来处理一个问题需要100万年，量子计算机只需要几分钟。”
2 制造原子钟
提高军用和民用GPS系统的准确定位
另外一个妙用是提高精确性，未来人们可以制造出精确度更高的光钟。“导航卫星上都携带着原子钟，如果原子钟更加精确后，提高军用和民用GPS系统的准确定位。”
3 制造“隐身衣”
通过计算制作新材料
量子计算的另一个神奇运用，将为新材料研发提供技术保障，“通过计算我们可以模拟材料的结构和性质，制作出不同用途的新材料，比如说为飞机量身打造一件‘隐身衣’变得简单。”
■最新动态
南大也在为“量子计算机”努力
于扬教授告诉扬子晚报记者，目前世界上还没有一台真正的量子计算机。
他所在的实验小组正用另外一种方式在实验里观测量子的运动，“这种方法在国际上比较看好。我们不再捕捉看不见摸不着的离子，而是用超导材料在硅片上加工成人工离子，让人工离子和光子作用，实现对量子运动的研究。”
于教授说，他的团队正在朝量子计算方向努力，但要让量子计算的速度达到预言中的“超速”，乐观估计需要20年。扬子晚报记者 蔡蕴琦
来源：扬子晚报编辑：吴鑫浩
（原标题：全球计算机100万年搞定的事 诺奖量子计算机只要花几分钟）
