物理10 Charles Henry Bennett和Gilles Brassard：2021诺贝尔物理学奖授予量子信息科学家
2021年诺贝尔物理学奖获得者：
Charles Henry Bennett
2021年诺贝尔物理学奖获得者：
Gilles Brassard
今年的诺贝尔物理学奖授予 Charles Henry Bennett 和 Gilles Brassard，以表彰他们对于快速发展的量子信息科学这一领域的贡献。
撰文 | 邸利会
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现年77岁的 Charles Henry Bennett 是 IBM Research学者（Fellow）、物理学家、信息理论学家。他最近在IBM工作的重点是重新审视信息的物理基础，将量子物理应用于信息交换方面的问题。他在阐明物理和信息之间的相互联系方面发挥了重要作用，特别是在量子计算领域，在细胞自动机和可逆计算领域也有贡献。他与 Gilles Brassard 一起发明了量子密码学，并且是现代量子信息理论的创始人之一。
Bennett 于1943年出生于纽约市，1964年获得布兰迪斯大学化学学士学位，1971年获得哈佛大学博士学位，那时是在 David Turnbull 和 Berni Alder 督导下进行分子动力学研究。在哈佛大学的时候，他还作为DNA双螺旋结构的发现者之一James Watson工作了一年，担任遗传密码的助教。在之后的两年里，他继续在阿贡国家实验室 Aneesur Rahman 的领导下从事这项研究。1972年，他加入了IBM Research。之后，在 IBM 的 Rolf Landauer 工作的基础上，他表明通用计算可以通过逻辑以及热力学可逆的设备来执行。1982年，他提出了对麦克斯韦妖的重新解释，认为因为破坏而不是获得信息的热力学成本，它无法打破热力学第二定律。他还发表了一篇关于估算两个系统之间自由能差异的重要论文，提出Bennett接受率方法。 在量子密码学方面，他与蒙特利尔大学的Gilles Brassard合作开发了称为BB84（Bennett-Brassard 1984）的量子加密系统，该系统基于量子不可克隆原理，允许在最初不共享秘密信息的各方之间进行安全通信。在 John Smolin 的帮助下，他在1989年首次成功的进行了世界上第一个量子密码学的演示。
在量子通讯方面，1993年，Bennett 和 Brassard 与其他人合作，发现了 “量子隐形传态”，将未知量子态中的完整信息分解为纯粹的经典信息和纯粹的非经典的Einstein–Podolsky–Rosen（EPR悖论）相关性，通过两个单独的通道发送，然后在新位置重新组装，精确复制在发送过程中被破坏的原始量子状态。1995年至1997年，他与Smolin，Wootters，DiVincenzo和其他合作者合作，介绍了几种通过噪声通道忠实传输经典和量子信息的技术，这是量子信息和计算理论的更大领域的一部分。他还与其他人一起介绍了纠缠蒸馏的概念。
Bennett是美国物理学会会员，也是美国国家科学院院士。以色列理工学院（Technion-Israel Institute of Technology）授予他2006年哈维奖。2017年，他获得了ICTP的狄拉克奖章。2018年，他获得了沃尔夫物理学奖。
Gilles Brassard
同时获奖的 Gilles Brassard，也是量子信息科学的先驱之一。
在2013年获得英国皇家学会会士时，英国皇家学会对他有如下的介绍：“他最值得庆贺的突破是量子密码学和量子隐形传态的发明，这两者都被普遍认为是整个学科的基本基石。他其它有影响力的发现包括隐私放大（privacy amplification），纠缠蒸馏（entanglement distillation），振幅放大（amplitude amplification）以及量子计算机计算能力的第一个下限。通过他富有远见的想法和开创性的研究，在将量子信息科学领域从最初被认为仅是边缘的一种追求转变为充满活力的国际活动领域的过程中，Brassard 教授发挥了关键作用。”
Brassard 现年65岁，出生于加拿大魁北克省的蒙特利尔。他在1975年获得蒙特利尔大学的硕士学位，四年后在康奈尔大学获得计算机科学专业博士学位，当时是在导师约翰霍普克罗夫特督导下，从事密码学领域的工作。 如上所述，Brassard 和 Bennett 合作提出BB84的量子加密协议，随后他进一步拓展了工作，把级联（Cascade）错误纠正协议也包括了进来，这个协议对于因量子密码信号窃听而引起的噪声能做有效的检测和纠正。他也获得了包括2018年沃尔夫奖在内的诸多奖项。 
参考文献：
制版编辑 | 卢卡斯
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