他们设计的实验证明粒子可以在很远的距离内瞬间相互影响。
2021 年诺贝尔物理学奖授予了三位科学家，他们的工作开创了量子力学领域最引人入胜的测试之一，与爱因斯坦相矛盾，并发现了量子隐形传态的奇怪现象。
John F. Clauser、Alain Aspect 和 Anton Zeilinger 因“纠缠光子实验、确立违反贝尔不等式和开创性的量子信息科学”而获得 1000 万瑞典克朗（915,000 美元）奖，瑞典皇家科学院是周二（10 月 4 日）宣布，负责遴选诺贝尔物理学奖得主。
三人的工作重点是量子纠缠，这是一个两个或多个量子粒子耦合的过程，因此一个粒子的任何变化都会导致另一个粒子的同时变化，即使它们相隔很远，甚至是无限的距离。这种效应使量子计算机能够同时执行多项计算，与传统设备相比，它们的处理能力呈指数级提升。
当 1935 年首次讨论由量子力学提出的违反直觉的预测时（其中量子纠缠就是其中之一），并非所有物理学家都对其中的含义感到满意。阿尔伯特·爱因斯坦称这种现象为“幽灵般的远距离作用”，并提出这种效应之所以发生是因为粒子包含隐藏变量或指令，这些变量已经预先确定了它们的状态。这意味着根本不需要传送。
今天获奖的三位物理学家证明了爱因斯坦错了。他们的实际实验建立在 1960 年代理论物理学家约翰·斯图尔特·贝尔 (John Stewart Bell) 首次建立的基础之上，表明物理世界最好的描述不是牛顿物理学的离散台球模型，而是一个波状粒子模型，在巨大的距离上瞬间相互影响。
“今天被认为是合乎逻辑、可测量和可量化的东西最初由尼尔斯·玻尔和阿尔伯特·爱因斯坦用哲学术语进行辩论。约翰·贝尔将哲学辩论转化为科学，并提供了可检验的预测，从而启动了实验工作，”诺贝尔委员会成员伊娃·奥尔森 (Eva Olsson)物理学，在委员会周二（10 月 4 日）的公告中说。奥尔森说，获得今年奖项的三位科学家“接受了贝尔的挑战，并在他们的实验室中解决了这些问题”。
这项工作始于 1972 年，当时美国物理学家、现为 J.F. Clauser and Associates 研究和咨询公司负责人的约翰·F·克劳瑟（John F. Clauser）和他的同事斯图尔特·弗里德曼（Stuart Freedman）设计了对贝尔想法的第一次测试，即通过碰撞钙原子发射对纠缠光子（光粒子），然后通过过滤器到达探测器。该实验成功地表明，一个光子的状态取决于在实验的另一侧如何测量另一个光子，并且这种变化发生的速度比光的传播速度要快。 “远处的幽灵行动”——他们的结果表明——实际上可能是真实的。
但一些批评者指出克劳瑟和弗里德曼的实验设计存在漏洞。其中最重要的一项是测量是预先设定的，在光粒子被发射飞行之前，导致光子选择其状态的过滤器是固定的。这意味着隐藏的信息可能仍然存在，观察者只选择状态看起来紧密结合的光子，并排除其他可能显示不同结果的光子。
1980 年，巴黎萨克莱大学的物理学家 Alain Aspect 改进了实验，提高了实验效率，并使用设备随机切换过滤器的配置，从而使任何测量的结果都不再受到远程影响由实验者。结果和以前一样。压倒性的证据表明量子力学在其范围内是瞬时的。
然后，在 1989 年，维也纳大学的奥地利物理学家 Anton Zeilinger 在这些基础上建立起来，使用更复杂的实验设计来纠缠多个光子，甚至证明可以将关于一个粒子的所有信息转移到另一个粒子上。 Zeilinger 还表明，这种效应仍然发生在很远的距离上，相距 89 英里（143 公里）的纠缠粒子仍然根据量子预测表现。这项工作促成了更大的量子网络的创建，标志着当今羽翼未丰的量子计算机的开端。
“量子信息科学是一个充满活力且发展迅速的领域。它在安全信息传输、量子计算和传感技术等领域具有广泛而潜在的影响，”奥尔森说。 “它的预测打开了通往另一个世界的大门，它也动摇了我们解释测量结果的基础。”