详解2022诺贝尔物理学奖:他们将量子革命带进现实.pdf
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1、2023年3月石油工业计算机应用下一代油田开发规划软件来源:编译自Halliburton网站休斯顿-2022 年 5 月 23 日能源行业产品和服务提供商哈里伯顿和挪威石油和天然气勘探和生产公司Aker BP合作构建新的云应用程序哈里伯顿的油田开发规划(Field Development Planning,FDP)软件。它还扩展了当前数字井程序(Digital Well Program)的范围,这是一个DecisionSpace 365云应用程序,建立在开放式架构上,可提供集成的井规划和设计,以增加钻井活动之间的协作和连通性。FDP建立在 OSDUTM数据平台之上,将整理油田开发数据的手动流程
2、,转换为更高效和可审计的决策门流程,并提供地下整体的通用审计跟踪。“决策门”是项目中的一个里程碑,在此里程碑点决定项目的继续和下一个项目阶段的发布。因此,决策门(有时称为决策点)是质量门。FDP帮助组织更好地了解与油田开发概念相关的不确定性和风险。哈里伯顿公司董事长、总裁兼首席执行官杰夫米勒说:“我们很高兴能扩大与 Aker BP 的密切合作,并开发一个尖端的智能系统。”“FDP 创建了油田开发和油井建设的整体视图,这将使 Aker BP 能够做出更明智和更快的地下和油藏/生产决策,以优化其投资并最大化其资产回报。”Aker BP哈里伯顿程工作在开发阶段是如何成熟的。这将使协作和提高资产透明度
3、成为可能,这在行业中是前所未有的。”Halliburton 和 Aker BP 建立了多年密切合作的战略关系。Aker BP负责钻井和油井的高级副总裁汤米 西格蒙德斯塔德说:“通过变革性的专业知识、敏捷的流程和改变游戏规则的技术,我们已经一起彻底改变了油井建设。我们成功地实施了协作式油井规划,以实现最佳的布井、降低风险和增加资源。我们即将在基于哈里伯顿iEnergy解决方案的开放式数字井计划中,我们即将在一天之内设计出高质量的井。通过油田开发规划,我们正在将我们的数字化转型加速到一个新的水平。”百花苑 详解 2022 诺贝尔物理学奖:他们将量子革命带进现实来源:环球科学微信公众号发表日期:20
4、22/10/4 20:10:062022年10月4日北京时间17时45分许,2022年诺贝尔物理学奖授予法国学者阿兰阿斯佩(AlainAspect),美国学者约翰 克劳泽(John Clauser)和奥地利学者安东 蔡林格(Anton Zeilinger),以表彰他们“用纠缠光子进行实验,证伪贝尔不等式,开创量子信息科学”。阿兰 阿斯佩(Alain Aspect)1947 年生于法国阿让,1983 年获法国巴黎第十一大学博士学位,现任巴黎萨克雷大学和巴黎综合理工学院教授。约翰 克劳泽(John Clauser)1942 年生于美国加利福尼亚州帕萨迪纳,1969 年获美国哥伦比亚大学博士学位。美
5、国 JF ClauserAssoc公司创始人、研究物理学家。安东 蔡林格(Anton Zeilinger)1945 年出生于奥地利因河地区里德。1971 年在奥地利维也纳大学获得博士学位,现为维也纳大学教授。量子力学并不仅仅是一个理论或哲学问题,更拥有广泛的应用基础。已经有大量研究正专注于利用单1602023年3月石油工业计算机应用个粒子系统的特殊属性来建造量子计算机、改进测量方法,以及构建量子网络和安全的量子加密通信。在量子力学中允许出现这样一种情况:无论相距多远,两个或多个粒子能够共享物理状态,这被称为量子纠缠。自从该理论提出以来,它一直是量子力学中争论最多的元素之一。阿尔伯特 爱因斯坦称
6、之为“幽灵般的超距作用”,而薛定谔说这是量子力学最重要的特征。今年的获奖者探索了这些纠缠的量子态,他们的实验为目前正在进行的量子技术革命奠定了基础。超越日常体验当两个粒子处于纠缠态时,人们只要测量其中一个粒子的特性,那么就可以立即确定另一个粒子的等效测量结果。乍一看,这也许并不奇怪。我们可以换个角度,将粒子类比成黑色和白色的球。想象一个实验,一个黑球朝一个方向发送,另一个白球朝相反方向发送。如果观察者接住一个球并看到它是白色的,那么可以立即得知向另一个方向行进的球是黑色的。量子力学如此特别的原因在于,在被测量之前,量子力学中的“球”并没有确定的状态。就好像两个球都是灰色的,直到有人看到其中一个
7、。这时,这个球可能会呈现为黑色,也可能呈现为白色。而另一个球就会立即变成相反的颜色。但问题在于,我们怎么知道这些球最开始的颜色是不固定的呢?即使它们看起来是灰色的,但也许它们含有一个隐藏的标签,标注了当有人看到它们时,这些球应该变成哪种颜色。量子力学中相互纠缠的粒子对可以比作向相反方向抛出的相反颜色的球。当鲍勃接住一个球并看到它是黑色的时候,他能立即知道爱丽丝接住了一个白色的球。关于隐变量的理论认为,这些球总是包含了关于显示什么颜色的隐藏信息。然而,量子力学认为,在有人看到它们之前,这些球是灰色的,然后其中一个随机变成白色,而另一个变成黑色。贝尔不等式表明,有一些实验可以区分这两种情况 实验证
8、明,量子力学的描述是正确的。获得今年诺贝尔物理学奖的研究的一个重要部分是贝尔不等式(Bell inequalities)。贝尔不等式使得科学家可以通过实验,区分量子力学和隐变量这两种理论。实验表明,正如量子力学所预测的那样,这些球是灰色的,没有包含任何隐藏信息。在实验中,哪个球变成黑色、哪个变成白色,是概率决定的。量子力学最重要的资源纠缠的量子态提供了存储、传输和处理信息的新可能性。如果一对相互纠缠的粒子同时向相反的方向行进,其中一个粒子与第三个粒子发生纠缠,有趣的现象就会出现。它们将转化为一个新的共享态。第三个粒子会失去独立性,但它的量子态属性会转移到与它纠缠的粒子(原始纠缠粒子对之一)上。
9、纠缠现在已从原始对转移到单独的粒子。这种将未知量子态从一个粒子转移到另一个粒子的方式被称为量子隐形传态。1997 年,安东 蔡林格和他的同事,首次实现了量子隐形传态的实验。值得注意的是,量子隐形传态是将量子信息从一个系统传输到另一个系统时,不会损失任何信息的唯一方法。想要测量一个量子系统的所有属性,而后传输这些信息并以此来重建整个系统是绝对不可能的。量子系统可以用概率叠加的量子态来完全描述,这意味着一个量子系统同时包含了多个量子态,每一个量子态都有一定的概率在测量时出现。而一旦进行测量,那么量子系统就会坍缩为一个量子态,也就是通过测量系统观测到的态。而量子系统所有与测量得到的末态相叠加的态,在
10、观测后将完全消失,任何方法都不能再对其进行测量。然而,通过量子隐形传态,我们可以将完全未知的量子态信息完好无损地转移到新的粒子中,但代价是破坏原始粒子所携带的信息。科学家通过实验证明了这一点,下一步就是尝试两对纠缠粒子间的量子隐形传态。如果两对纠缠的粒子对中的一个粒子,以特定方式聚集在一起,那么两对中未受干扰的粒子可能会发生纠缠,尽管它们从未相互接触。1998 年,安东 蔡林格的研究小组首次证明了粒子对间纠缠的交换。纠缠的光子对可以通过光纤以相反的方向传输,并在量子网络中充当信号。两组纠缠粒子对间发生的1612023年3月石油工业计算机应用纠缠,使得扩展量子网络节点之间的距离成为可能。通常,光
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