本报记者 肖国强

　　又是量子。这个测不准、看不见、摸不透的小东西，又一次登上了诺奖的大舞台！

　　今天下午5时45分，斯德哥尔摩，瑞典皇家科学院，当2012年诺贝尔物理学奖正式揭晓，很多科学爱好者估计会发出这样的惊叹。

　　这一次，法国量子物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰，由于在“使用突破性的实验方法实现单个量子系统的测量和操控”方面的重大突破，获得了2012年度诺贝尔物理学奖。

　　自从1900年普朗克提出量子假说以来，量子就成了诺奖大家族的“常客”。翻开100多年来诺贝尔物理学奖获奖目录，关于量子的研究成果几乎每隔几年就会出现，真可谓诺奖“等身”。

　　百年诺奖为何屡屡青睐于它？这一次，它又给我们带来了怎样的惊喜？今天，在诺奖揭晓之后，记者第一时间采访了剑桥大学博士、中国科技大学青年千人计划陆朝阳教授，复旦大学物理学系主任、博士生导师沈健教授，请他们讲述量子这个极其微小世界的大精彩。

　　捕捉幽灵

　　在进入我们的量子世界之前，还是先做个深呼吸吧。看过科幻大片《星际旅行》吗？还记得宇航员在那个特殊装置中平静地说了一句“发送我吧，苏格兰人”，然后就瞬间转移到了外星球吗？

　　听上去不可思议吧，这不就是中国古书里的“遁术”吗？别把嘴巴张得太大，在量子的世界里，微观粒子就能做这样的旅行。而这，还只是量子所掌握的其中一个“法术”而已。

　　能做到这一点，除了要感谢普朗克之外，还得感谢今天诺奖的两位主角——塞尔日·阿罗什和戴维·瓦恩兰。按照诺奖委员会的说法，他们各自独立地在实验上创立并发展了在不破坏粒子量子力学特征的情况下对于单个微观粒子的测量与操控方法，这种方式在此之前曾经被人们认为是不可能做到的。

　　普朗克提出了量子假说，但人类刚进入量子物理，就遇到了一个窘境：单个粒子与外部世界一发生互动，就容易丧失它们神奇的量子特性。因此，伟大如玻尔、爱因斯坦，也只能做“思想实验”，无法做深入近距离的观测，更谈不上在实验上主动操控量子态，对量子做人为的“手术”了。

　　“在量子的世界里，有很多常人难以理解、觉得神奇的特性。”陆朝阳教授说，“比如在某个时刻，一个光子可以同时出现在两个地方；想象一下，如果一个人既在杭州，又在北京，这是不是不可思议？”量子是如此难以琢磨、不听使唤，如何在实验上真正地捕捉、观测和控制量子现象，成了困扰物理学家心中很久的难题。

　　“这两位科学家，正是在这个方面实现了突破。”沈健教授说，他们的研究，让人类第一次能够设法测量和操控非常脆弱的量子态。正是有了他们开发的新方法，物理学家们才得以巧妙地操控单个原子和离子。

　　星际旅行

　　有了他们发展的实验技术做“金刚钻”，就可以揽一些量子“瓷器活”了。近年来，可以说人类实现了从被动观测量子到主动掌控量子的飞跃。“打个比方来说，有了这些实验技术，我们可以精确地让微观粒子像陀螺那样旋转，站着，或是躺着，或是做其他更多的美妙的事情。”陆朝阳说。

　　绕了一大圈，还是回到星际旅行吧。量子的这个“法术”，其实学名叫做量子隐形传态。它借助的是量子世界中存在着一种类似“心灵感应”的现象。拿两个处在“纠缠态”的光子来说，不论距离有多远、相隔千山万水，只要改变其中一个光子的状态，另一个光子的状态也会被改变。第一个注意到这一奇特现象的是爱因斯坦，他称之为“幽灵般的相互作用”。

　　“现在，科学家已经实现了对光子、原子和离子的量子态的‘星际旅行’。今年，中国科技大学潘建伟院士小组在青海湖实现了100公里量级隐形传态的世界纪录。接下来，科学家希望传送更加复杂、更大尺度的量子态，并扩展到更远的距离。”陆朝阳说：“未来传送像一个细胞甚至人这么复杂的系统，也不是完全没有可能，但是还需要科学的进一步探索。”

　　量子时代

　　如果觉得星际旅行还太遥远，那么，好吧，两位科学家的研究，还能带来其他的惊喜。

　　借助量子所独有的瞬间转移功能，我们可以研制出更快的新型电脑——量子计算机。“现在，人们都能感受到，电子产品的尺寸越变越小，速度越来越快。但对于科学家来说，再按现有的方法已经很难有跳跃性的突破，已经快到发展的极限了。”沈健教授说，而两位获奖专家的成果，使得量子计算机突破这个极限成为可能。

　　正如诺奖委员会所说，这两位科学家的开创性工作，让研究者们向着研制具有惊人运算速度的量子计算机迈出了坚实的第一步。或许就在这个世纪，量子计算机就将彻底改变我们的日常生活，正如传统计算机在上个世纪彻底颠覆我们的生活方式一样。

　　不仅如此，两位获奖者的工作，还将帮助研制超高精度钟表，它将奠定未来精确计时的基础，其精确度将比今天所使用的铯原子钟高出数百倍。除此之外，也许还可以应用在潜艇中的超高灵敏度定位。

　　人们也许会记得，20世纪初物理学的两朵“乌云”，一朵成就了爱因斯坦，导致了相对论的诞生，一朵成就了普朗克，导致了量子力学的诞生，掀起了20世纪最为激动人心的物理学革命。

　　在这场激动人心的革命中，“量子”是当仁不让的主角。而今天，当科学一步步向前发展，许多梦想都将成为现实，崭新的量子时代也将扑面而来。