1、2012诺贝尔物理学奖,Serge Haroche,David Wineland,大卫维因兰德:(David Wineland)美国国家标准与技术局(NIST)物理实验室研究员。主要工作:光学领域,特别是用激光来冷却在保罗阱(Paul trap)的离子、用陷俘离子(trapped ion)的概念来实现量子计算机的量子门。,应用价值:量子信息。一串相同的离子可以同时囚禁在四根柱子的中心,并连成一线,同时静电排斥力让他们彼此有关联。这就是一个较为理想的实现量子计算的系统。1995年奥地利理论物理学家I. Cirac和P. Zoller提出离子阱量子计算方案。 1995年年底,维因兰德在实验上实现了
2、它。开创了离子阱量子计算技术,通过增加囚禁的离子的数量来增加量子比特的数量。被视为最有希望的量子计算方案。,塞尔日阿罗什(Serge Haroche):法国公民。法兰西学院和巴黎高等师范学院教授。主要成就包括:腔电动力学。在腔体中观察到单原子自发辐射有所增强(1983) 直接监控到介观的量子态叠加(即薛定谔猫态)的退相干现象,并实现了光子存储(1996) 通过操纵高Q值腔体中的原子和光子,完成了量子信息过程的许多步骤,如产生原子-原子、原子-光子的纠缠态(1997) 实现单个光子的量子非破坏测量,将光子和原子作为“量子比特”的量子逻辑门操作(1999)。,20世纪80年代,阿罗什用里德堡原子束
3、通过高反射率的微波腔,实现了微波频率的光子与里德堡原子不间断的相互作用。 里德堡原子指的是最外层电子处于非常高能级的原子,半径也达到基态原子的1000倍以上。在阿罗什实验中,用的是最外层电子处于n=50的能级的铷原子,而光子的频率为51赫兹,对应的是铷原子n=50到n=51能级的跃迁频率。 通过控制微波腔的腔长(2.7厘米),可以有效抑制n=51铷原子在51赫兹频率上的自发辐射,从而使腔内的铷原子不断地重复着先受激辐射出一个51赫兹的光子,经过腔内表面反射后再被下一个铷原子吸收这个过程,直到130毫秒后光子脱离这个微腔为止。 阿罗什的Cavity-QED系统一个重要的应用就是“弱测量”。微调微波腔长,使里面囚禁的光子的频率与稍稍远离原子的共振频率,原子便不会吸收和辐射光子。但是通过腔的原子基态的能级会因为光子的存在而产生微小的频率移动,该移动与光子的数量成正比。从而通过测量原子基态能级的频率移动会准确得到腔内的光子数,实现对光子的非破坏性测量。,意义:,罗什和维因兰德的得奖连同1997年朱棣文等人和2001年Ketterle等人得奖,标志着原子分子和光物理(AMO)的最大特色量子操控。 它可以利用人类已经充分了解的原子和光子来制造理想干净的量子系统。 是量子信息和量子模拟的最佳选择; 提供了精密测量各种物理量的最佳环境。,