中國學(xué)者許振朋博士、南開大學(xué)教授陳景靈獲獎

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1月5日，奧地利科學(xué)院維也納量子光學(xué)和量子信息研究所在其官網(wǎng)公布了2021埃倫費(fèi)斯特量子基礎(chǔ)最佳論文獎獲獎名單。中國學(xué)者許振朋博士、南開大學(xué)教授陳景靈與德國錫根大學(xué)教授Gühne合作的論文Proof of the Peres Conjecture for Contextuality作為唯一一篇論文獲得這一獎項(xiàng)。該論文成功地證明了關(guān)于最簡Kochen-Specker （KS）定理的猜測，于2020年6月發(fā)表于《物理評論快報》。據(jù)悉，這是該獎項(xiàng)繼2019、2020中斷兩年后首次頒發(fā)。

一般地，在經(jīng)典邏輯中任何可能的問題在提出之前都有確定答案。然而，在量子物理中卻并非如此。1967 年 Kochen 和 Specker 發(fā)現(xiàn)了一個著名的結(jié)果：如果假定物理系統(tǒng)上所有可能的測量都有確定的結(jié)果，則將導(dǎo)致矛盾。即，并非所有可以被提出的問題都有確定的答案。這種非經(jīng)典的性質(zhì)被稱為量子互文性，該結(jié)果被稱為KS定理。1996 年，Adan Cabello 及其合作者發(fā)現(xiàn)了一組只有18個測量的集合，是已知對KS定理的最簡證明。2003 年，Asher Peres猜測這組測量是最簡的。但很多學(xué)者們嘗試證明或證否該猜想都未能成功。

在獲獎?wù)撐闹?，德國和南開團(tuán)隊借助圖論和優(yōu)化等現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具，首先找到了KS定理的最小 Greenberger-Horne-Zeilinger 型（GHZ 型）證明。尋找這樣的證明并非只是一種智力游戲，相反，GHZ 型證明是量子互文在信息處理中帶來優(yōu)勢的關(guān)鍵。更重要的是，作者證明KS定理的確至少需要18個測量。廣泛地看，這項(xiàng)工作對最簡潔非經(jīng)典測量集合的刻畫也有助于量子信息處理。

論文第一作者許振朋2013年至2018年于南開大學(xué)陳省身數(shù)學(xué)所理論物理室攻讀博士學(xué)位，目前在德國洪堡基金會支持下在Gühne教授課題組做博士后。陳景靈為南開大學(xué)陳省身數(shù)學(xué)所理論物理室教授，研究方向?yàn)榱孔游锢砼c量子信息。該項(xiàng)工作得到國家自然科學(xué)基金委的支持。

埃倫費(fèi)斯特獎以奧地利著名物理學(xué)家保羅·埃倫費(fèi)斯特（Paul Ehrenfest）命名。埃倫費(fèi)斯特（1880－1933）與愛因斯坦、普朗克、洛倫茲是最先關(guān)注量子問題的物理學(xué)家，是量子力學(xué)開拓者之一，主要貢獻(xiàn)有相變理論以及埃倫費(fèi)斯特定理。他是愛因斯坦的摯友，也是愛因斯坦與玻爾多輪論戰(zhàn)的調(diào)停人。該獎項(xiàng)授予當(dāng)年之前5年中量子力學(xué)基礎(chǔ)方向（理論和實(shí)驗(yàn)）最重要的論文。自 2015 年首次頒發(fā)以來，已有7篇論文獲得埃倫費(fèi)斯特獎，其中3篇分別發(fā)表于《自然》、《科學(xué)》、《自然通訊》，其他4篇均發(fā)表于《物理評論快報》。

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