量子科學(xué)是一門在微觀世界操控粒子的藝術(shù)。量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量等熱門技術(shù)，都從中演化而來(lái)。

澎湃新聞獲悉，5位國(guó)際頂尖的量子力學(xué)與量子信息學(xué)專家，將在第三屆世界頂尖科學(xué)家論壇上演“糾纏”對(duì)話。利用光學(xué)微腔囚禁單個(gè)原子、捕獲大量超冷原子、用離子阱進(jìn)行量子計(jì)算、闡明微觀系統(tǒng)的不變之變、把光子編成防竊聽的密碼……

他們，無(wú)疑都是微觀世界的杰出魔術(shù)師。

光學(xué)腔、冷原子、玻色-愛因斯坦凝聚、量子糾纏、離子阱、量子密鑰分發(fā)……這些名詞聽起來(lái)晦澀深?yuàn)W，但卻是量子科學(xué)研究的必備工具。在他們的講述中，我們可以將這些入門量子世界的“鑰匙”一網(wǎng)打盡。

① 塞爾日·阿羅什 2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主

這位法國(guó)物理學(xué)家的主要研究領(lǐng)域是量子光學(xué)和量子信息學(xué)，在實(shí)驗(yàn)量子力學(xué)領(lǐng)域享有盛名。他在一個(gè)腔體中觀察到單原子自發(fā)輻射有所增強(qiáng)；利用光學(xué)微腔實(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)原子的囚禁；單個(gè)光子的量子非破壞測(cè)量；直接測(cè)定了腔體中的場(chǎng)量子化；直接監(jiān)控介觀量子退相干現(xiàn)象；實(shí)現(xiàn)了光子存儲(chǔ)；完成了量子信息過程的許多步驟比如產(chǎn)生原子 - 原子、原子 - 光子的糾纏態(tài)；實(shí)現(xiàn)了將光子和原子作為“量子比特”的量子邏輯門操作。

②沃爾夫?qū)た颂乩?2001年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主

這名德國(guó)物理學(xué)家的研究領(lǐng)域是原子物理學(xué)和激光光譜學(xué)，特別是在激光冷卻和捕獲中性原子方面。氣態(tài)玻色-愛因斯坦凝聚是一團(tuán)超冷原子，被稱作除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和等離子態(tài)以外的第五種物質(zhì)形態(tài)。原子之間的相互作用使它們成為一個(gè)有趣的新穎多體系統(tǒng)，是研究量子力學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)工具。

克特勒的研究小組已將玻色-愛因斯坦凝聚用作光和原子的放大器，并對(duì)原子位置和速度實(shí)現(xiàn)了前所未有控制，可以應(yīng)用于高精度原子干涉測(cè)量。

③  伊格納西奧·西拉克 2013年沃爾夫物理學(xué)獎(jiǎng)得主

這名西班牙物理學(xué)家是離子阱量子計(jì)算的奠基人之一。1995年，他和彼得·佐勒提出了一個(gè)利用被囚禁的離子實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的具體模型，隨后激發(fā)了世界各地許多研究小組的成功實(shí)驗(yàn)。此外，他在光學(xué)晶格上的工作開創(chuàng)了量子模擬領(lǐng)域。把氣態(tài)玻色-愛因斯坦凝聚這種冷原子團(tuán)當(dāng)做通用工具箱，科學(xué)家們可以探索多體物理學(xué)，并模擬凝聚態(tài)問題。這些量子模擬器已經(jīng)在量子物理、凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響。

西拉克目前是量子光學(xué)和量子信息學(xué)領(lǐng)域被引用次數(shù)最多的作者之一。

④ 邁克爾·貝里 1998年沃爾夫物理學(xué)獎(jiǎng)得主

這位英國(guó)數(shù)學(xué)物理學(xué)家因“阿哈羅諾夫－玻姆效應(yīng)”（AB效應(yīng)）、“貝里相”及其在許多物理領(lǐng)域中而成名。AB效應(yīng)與貝里相位的發(fā)現(xiàn)對(duì)量子力學(xué)基本理論的完善有著不可替代作用。此外，貝里相位并不依賴于參數(shù)變化的路徑，這種特性事實(shí)上就是我們經(jīng)常所說(shuō)的拓?fù)洌丛谶B續(xù)形變下保持不變，這幫助我們更加深刻地理解了物理學(xué)中的拓?fù)湫?yīng)。

現(xiàn)在凝聚態(tài)物理學(xué)中非常火熱的拓?fù)浣^緣體與拓?fù)涑瑢?dǎo)體，都與貝里相位息息相關(guān)。而近年來(lái)馬約拉納費(fèi)米子引發(fā)廣泛報(bào)道，這種準(zhǔn)粒子的激發(fā)離不開AB效應(yīng)。 

⑤潘建偉 中科院院士

量子大咖們?cè)萍恼搲芍袊?guó)量子信息領(lǐng)域的明星科學(xué)家潘建偉擔(dān)當(dāng)壓場(chǎng)主持人。潘建偉在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)組建了著名的“量子通信夢(mèng)之隊(duì)”，帶領(lǐng)國(guó)內(nèi)在量子保密通信領(lǐng)域迅速走到世界前沿，并在量子計(jì)算、冷原子等方向上不斷拓展。他也是世界首條量子保密通信“京滬干線”、世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”的首席科學(xué)家。

在本場(chǎng)論壇中，潘建偉還會(huì)探討通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全球量子密碼傳輸?shù)姆椒ê涂赡苄浴?/p>

第三屆世界頂尖科學(xué)家論壇將于10月30日-11月1日在上海召開。包括61位諾貝爾獎(jiǎng)得主在內(nèi)，近140位諾貝爾獎(jiǎng)、圖靈獎(jiǎng)、菲爾茲獎(jiǎng)、沃爾夫獎(jiǎng)、拉斯克獎(jiǎng)等全球頂尖科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)得主出席。除了量子話題，黑洞、引力波、光遺傳學(xué)、DNA芯片儲(chǔ)存、新冠病毒研究等前沿關(guān)鍵詞也將被列入討論。

論壇期間將有130余場(chǎng)科學(xué)家獨(dú)立演講、70余場(chǎng)主題峰會(huì)，大部分活動(dòng)將通過網(wǎng)絡(luò)向公眾直播。