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3月18日,被(bei)誉(yu)为“计算机界诺贝尔(er)奖”的(de)图(tu)灵奖揭晓(xiao)。
美国计算机协会(ACM)宣布(bu),将2025年图(tu)灵奖(ACM A.M. Turing Award)授予美国物理学家、IBM研究员查尔(er)斯·贝内特和加拿大计算机科学家、蒙特利尔(er)大学教授吉尔(er)·布(bu)拉萨德,以表彰他们在奠定量子信息科学基础,以及推动安全(quan)通信和量子计算发展方面作出的(de)开创性贡献。

吉尔(er)·布(bu)拉萨德(左(zuo))和查尔(er)斯·贝内特。图(tu)片来源:美国有线电视新(xin)闻网(CNN)
图(tu)灵奖被(bei)公认为计算机科学领域最(zui)高(gao)荣誉(yu),奖金为100万(wan)美元,由谷歌提供资助。该奖项(xiang)以计算机科学奠基人艾伦·图(tu)灵命(ming)名。
贝内特和布(bu)拉萨德被(bei)广泛(fan)视为量子信息科学的(de)奠基人。他们的(de)核心贡献在于提出一个全(quan)新(xin)视角:量子力学现象不仅是(shi)物理世界的(de)特性,也(ye)可以成为处理和传(chuan)输信息的(de)技(ji)术资源。
1984年,两人提出了第一个实用(yong)量子密码协议,即BB84协议。他们证明,即使(shi)面对拥(yong)有极强计算能(neng)力的(de)对手,通信双方仍可以利用(yong)量子力学定律建立安全(quan)的(de)加密密钥。其核心原理在于,量子信息一旦被(bei)测量就会发生(sheng)改变,因此(ci)任何窃听行为都会留下可被(bei)发现的(de)痕迹。
这(zhe)一思路也(ye)被(bei)认为是(shi)未来应对量子计算机可能(neng)破解传(chuan)统加密体系的(de)重(zhong)要(yao)技(ji)术路径(jing)之一。目前,BB84协议的(de)改进版本已在全(quan)球多个量子通信网络中得到验证,包括光纤量子通信和卫星量子通信系统。
除了量子密码学,1993年,两人还参与提出了量子隐形传(chuan)态理论,证明可以利用(yong)量子纠缠(即相距甚远却呈现出高(gao)度(du)关联的(de)粒子行为)实现量子态的(de)远距离传(chuan)输。这(zhe)一发现表明,量子纠缠这(zhe)种曾主要(yao)被(bei)视为哲(zhe)学问题(ti)的(de)现象,也(ye)可以成为一种实用(yong)的(de)资源。相关实验现象的(de)验证成果后来获得了2022年诺贝尔(er)物理学奖。
1996年,他们又提出量子纠缠提纯理论,证明可以将质量较(jiao)低(di)的(de)纠缠转化为高(gao)质量纠缠。这(zhe)被(bei)认为是(shi)实现大规模量子通信和构建量子网络的(de)重(zhong)要(yao)基础。
在长(chang)达40多年的(de)合作中,两人推动了物理学与计算机科学这(zhe)两门原本独立学科的(de)深度(du)交叉。通过将量子原理引(yin)入计算模型,他们的(de)研究对密码学、算法(fa)设计、计算复杂性理论、学习理论、交互(hu)式证明以及数(shu)学物理等多个领域产生(sheng)了深远影响(xiang),也(ye)推动了物理学家和计算机科学家开展跨学科合作。
ACM主席雅尼斯·约(yue)阿尼迪斯表示,两人的(de)工作“从根本上改变了人类对信息本质的(de)理解”,并(bing)推动了多个学科的(de)融合发展。“当(dang)前全(quan)球量子技(ji)术发展的(de)强劲势头,正凸(tu)显出他们贡献的(de)持久价值。”
随着量子计算、量子通信和量子网络技(ji)术不断推进,量子信息科学正从理论研究走向(xiang)工程应用(yong),而(er)贝内特和布(bu)拉萨德的(de)开创性工作,被(bei)认为是(shi)奠定这(zhe)一技(ji)术浪潮的(de)重(zhong)要(yao)基础。
科技(ji)日报(bao)记者 张佳欣
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