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沃尔夫物理学奖解读:超冷原子与量子控制的突破

2026-10-06 9156

在2026年度沃尔夫物理学奖中,以色列沃尔夫基金会授予美国国家标准与技术研究院的叶军以及德国马克斯·普朗克量子光学研究所的伊曼纽尔·布洛赫,以表彰他们在超冷原子系统操控方面的重大进展。这一奖项旨在肯定他们在量子世界的探索中所作出的开创性贡献,标志着现代物理学的一个重要转变,即从对量子现象的观察转向对量子系统的精确控制与操控。

布洛赫通过建立光晶格,创造了一个研究量子多体物理的实验平台,而叶军则专注于将该技术应用于高精度计量,推动了有关时间与频率的研究。这两者相互补充,共同构成了冷原子研究在量子计算、材料科学和测地学等领域的重要基础。

多体量子物理是现代技术的重要基础,随着粒子数的增加,相关的计算困难也随之加剧。费曼曾提出利用遵循量子规律的机器模拟复杂物理系统,这为相关研究提供了理论支撑。激光冷却和玻色–爱因斯坦凝聚的技术进步,为实现这一目标奠定了基础。

布洛赫在导师的影响下,利用激光干涉技术构建了光学晶格,并在其中精确模拟了固体中的晶格结构。这一干净、可调的实验平台使他能够直接观察超流态和莫特绝缘态之间的量子相变。

另一方面,叶军在并行开展的精密计量研究中,借助“魔术波长”概念,成功实现了极高精度的光晶格钟。这一技术的实现标志着频率测量的精确度达到了前所未有的水平,将科学研究推向了新的高度。

随着这些技术的进一步发展,研究人员能够对光子、电子和原子的相互作用进行更精细的调节,从而使得专用量子模拟器在特定问题上展示出量子优势成为可能。这些进展不仅推动了科学研究的前沿,同时也为未来技术的应用铺平了道路。

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