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北京時(shí)間12月10日晚，“墨子量子科技基金會(huì)” 宣布，2020年度 “墨子量子獎(jiǎng)” 授予量子精密測量領(lǐng)域三位科學(xué)家，他們分別是美國新墨西哥大學(xué)教授卡爾頓·凱夫斯（Carlton Caves），日本東京大學(xué)教授香取秀俊（Hidetoshi Katori）和美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校教授葉軍（Jun Ye）。每位得主將獲得125萬元（稅后約15萬美元）的獎(jiǎng)金和一枚金牌。

受新冠疫情影響，此次新聞發(fā)布會(huì)在線上舉行，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉主持，評(píng)審委員會(huì)主席、中國科學(xué)院前院長白春禮，評(píng)審委員會(huì)委員、奧地利理論物理學(xué)家彼得·佐勒（Peter Zoller）等在新聞發(fā)布會(huì)上祝賀了獲獎(jiǎng)?wù)?，并就獲獎(jiǎng)人的工作做了科普介紹。

“今年的獲獎(jiǎng)?wù)哒嬲砹肆孔蛹夹g(shù)的發(fā)展，也代表著我們有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)科學(xué)和實(shí)際應(yīng)用?！?佐勒在當(dāng)晚的新聞發(fā)布會(huì)上說。

三位獲獎(jiǎng)人的研究領(lǐng)域均為量子精密測量。量子精密測量是指通過提出新的物理原理和制造精密儀器來測量基本物理量，如活細(xì)胞內(nèi)部的微小結(jié)構(gòu)，化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，光的頻率，干涉儀的相位等。

“它能回答的問題之一是，自然界中的常量是否隨時(shí)間變化？”佐勒說，“實(shí)話說，我們還沒有發(fā)現(xiàn)。但這些正在建造中的原子鐘也許可以進(jìn)入這樣一個(gè)領(lǐng)域，可以問這些問題。一旦我們找到肯定的答案，物理定律就可能要被改寫?！?/span>

今年70歲的卡爾頓·凱夫斯是新墨西哥大學(xué)的名譽(yù)教授和物理與天文學(xué)特聘教授，他因其在量子精密測量及量子信息理論方面的基礎(chǔ)性工作受到獎(jiǎng)勵(lì)，尤其是在闡明干涉儀中的基本噪聲及其在壓縮狀態(tài)下的抑制作用方面的工作。

20世紀(jì)80年代初期，凱夫斯第一個(gè)證明干涉測量法中的基本噪聲來自真空進(jìn)入干涉儀未使用的端口，并發(fā)現(xiàn)通過壓縮真空代替真空來減少噪聲，提高干涉儀的靈敏度 [1]。

2020年度墨子量子獎(jiǎng)得主、美國墨西哥大學(xué)教授Carlton Caves 

圖源：CMCaves, CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons

凱夫斯首先感謝了墨子量子科技基金會(huì)授予他這一獎(jiǎng)項(xiàng)，“墨子量子獎(jiǎng)得名于中國古代哲學(xué)家墨子，他的哲學(xué)強(qiáng)調(diào)內(nèi)省、自我反省和真實(shí)，這正是我所珍視的價(jià)值觀，而且墨子教導(dǎo)人人平等，創(chuàng)新和傳統(tǒng)同樣寶貴?！绷硗?，他也感謝了評(píng)審委員會(huì)，“這群杰出的科學(xué)家認(rèn)可我的科學(xué)貢獻(xiàn)，讓我受寵若驚” 。[2]

凱夫斯說，量子精密測量是他和他的同事們投入一生的工作，過程并非總一帆風(fēng)順?！坝袝r(shí)候我們運(yùn)氣好，其他人也覺得我們的研究重要且有意義；有些時(shí)候則走不通?！彼f，“這就是一個(gè)科學(xué)研究者的日常?！钡J(rèn)為，堅(jiān)持自己感興趣的方向，和志趣相投的同事并肩戰(zhàn)斗，最終取得發(fā)現(xiàn)的喜悅是無可比擬的。

凱夫斯一家都是科學(xué)家，包括他的兩個(gè)孩子以及他們的配偶?？ǚ蛘f，他告訴孩子們自己獲獎(jiǎng)的消息時(shí)，孩子們跟他開玩笑，“我們以為你剃頭留胡子是因?yàn)橐咔?，原來是為了模仿墨子，好讓他們不得不給你頒獎(jiǎng)”。凱夫斯的兒子和兒媳也在線參加了此次新聞發(fā)布會(huì)。

香取秀俊和葉軍則憑借他們?cè)诹孔泳軠y量方面的突破性成就獲獎(jiǎng)，特別是在開發(fā)極其穩(wěn)定和精確的光學(xué)原子鐘方面的成就。

2020年度墨子量子獎(jiǎng)得主、東京大學(xué)教授Hidetoshi Katori 

圖源：https://www.jst.go.jp/erato/katori/erato_en/summary.html

香取秀俊回憶了20多年前開始尋找研究方向時(shí)遇到的困難和嘗試突破的努力。2011年，香取秀的研究小組造出了當(dāng)時(shí)世界上精準(zhǔn)度最高的原子鐘，其允許測量時(shí)間的精度達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后17位數(shù)。[3]

他表示，做精密測量的想法，是在他于20世紀(jì)90年代在德國工作時(shí)，不斷追蹤前沿發(fā)展和思考可能研究方向的過程中產(chǎn)生的。近年來，香取秀俊則在思考如何將理論運(yùn)用于實(shí)際，對(duì)社會(huì)做出更多直接貢獻(xiàn)。

“我認(rèn)為從基礎(chǔ)研究到實(shí)際應(yīng)用的循環(huán)對(duì)研究的可持續(xù)性非常重要，能夠激發(fā)未來更多的新的基礎(chǔ)研究?！?香取秀俊說。

1967年出生于上海的葉軍是此次獲獎(jiǎng)人中最年輕的學(xué)者。他在獲獎(jiǎng)感言中表示，另外兩位獲獎(jiǎng)人與他亦師亦友，他十分敬仰他們的工作，也感謝他們?cè)诮涣髦薪o他帶來的啟發(fā)。

葉軍本科畢業(yè)于上海交通大學(xué)，碩士畢業(yè)于美國新墨西哥大學(xué)，1997年在美國科羅拉多大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位，并于1999年起執(zhí)教于科羅拉多大學(xué)物理系，主要從事精密測量、多體量子物理、激光技術(shù)等領(lǐng)域的研究。1999年，年僅31歲的葉軍因在超高靈敏激光光譜、頻率計(jì)量和量子光學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)性工作獲得美國光學(xué)學(xué)會(huì)阿道夫隆獎(jiǎng)?wù)?，之后相繼獲得美國物理學(xué)會(huì)拉比獎(jiǎng)和拉姆西獎(jiǎng)。葉軍為美國科學(xué)院院士和中國科學(xué)院外籍院士。

 “我的導(dǎo)師約翰·霍爾（John Hall）曾經(jīng)說過，享受（研究）還有錢賺，是多么難以置信的好事”，葉軍說，“我覺得這正是做研究應(yīng)該有的態(tài)度，我也真的非常享受科研。”

在墨子量子獎(jiǎng)的新聞發(fā)布會(huì)上，葉軍也向潘建偉團(tuán)隊(duì)近期發(fā)布的“九章”量子計(jì)算機(jī)工作表示祝賀?！傲孔涌萍颊诮?jīng)歷一個(gè)深刻的變革期，而這將會(huì)給人類社會(huì)帶來長遠(yuǎn)的改變?！彼f。

過去百年間，量子理論不僅顛覆了經(jīng)典世界觀，也催生了半導(dǎo)體、原子能、核磁共振、激光、超導(dǎo)、巨磁阻等技術(shù)的應(yīng)用，潘建偉將之稱為“第一次量子革命”。[4] 而今天，量子調(diào)控和量子信息技術(shù)的發(fā)展則可能成為能源、信息、材料和生命等領(lǐng)域創(chuàng)新的源泉，“第二次量子革命”或許正在路上。