3月18日,美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(ACM)宣布2025年圖靈獎(jiǎng)得主為美國物理學(xué)家、IBM研究員查爾斯·貝內(nèi)特和加拿大計(jì)算機(jī)科學(xué)家、蒙特利爾大學(xué)教授吉爾·布拉薩德。他們因在量子信息科學(xué)基礎(chǔ)、安全通信和量子計(jì)算發(fā)展方面的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)而獲此殊榮。
圖靈獎(jiǎng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的最高榮譽(yù),獎(jiǎng)金為100萬美元,由谷歌提供資助。該獎(jiǎng)項(xiàng)以計(jì)算機(jī)科學(xué)奠基人艾倫·圖靈命名。
貝內(nèi)特和布拉薩德被廣泛視為量子信息科學(xué)的奠基人。他們的核心貢獻(xiàn)在于提出一個(gè)全新視角:量子力學(xué)現(xiàn)象不僅是物理世界的特性,也可以成為處理和傳輸信息的技術(shù)資源。1984年,兩人提出了第一個(gè)實(shí)用量子密碼協(xié)議BB84協(xié)議,證明即使面對擁有極強(qiáng)計(jì)算能力的對手,通信雙方仍可以利用量子力學(xué)定律建立安全的加密密鑰。這一思路被認(rèn)為是未來應(yīng)對量子計(jì)算機(jī)可能破解傳統(tǒng)加密體系的重要技術(shù)路徑之一。目前,BB84協(xié)議的改進(jìn)版本已在全球多個(gè)量子通信網(wǎng)絡(luò)中得到驗(yàn)證,包括光纖量子通信和衛(wèi)星量子通信系統(tǒng)。
除了量子密碼學(xué),1993年,兩人還參與提出了量子隱形傳態(tài)理論,證明可以利用量子糾纏實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的遠(yuǎn)距離傳輸。這一發(fā)現(xiàn)表明,量子糾纏這種曾主要被視為哲學(xué)問題的現(xiàn)象,也可以成為一種實(shí)用的資源。相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的驗(yàn)證成果后來獲得了2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
1996年,他們又提出量子糾纏提純理論,證明可以將質(zhì)量較低的糾纏轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量糾纏。這被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子通信和構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)。
在長達(dá)40多年的合作中,貝內(nèi)特和布拉薩德推動(dòng)了物理學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)這兩門原本獨(dú)立學(xué)科的深度交叉。通過將量子原理引入計(jì)算模型,他們的研究對密碼學(xué)、算法設(shè)計(jì)、計(jì)算復(fù)雜性理論、學(xué)習(xí)理論、交互式證明以及數(shù)學(xué)物理等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,也推動(dòng)了物理學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家開展跨學(xué)科合作。
ACM主席雅尼斯·約阿尼迪斯表示,兩人的工作從根本上改變了人類對信息本質(zhì)的理解,并推動(dòng)了多個(gè)學(xué)科的融合發(fā)展。當(dāng)前全球量子技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)勁勢頭,正凸顯出他們貢獻(xiàn)的持久價(jià)值。
隨著量子計(jì)算、量子通信和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷推進(jìn),量子信息科學(xué)正從理論研究走向工程應(yīng)用,而貝內(nèi)特和布拉薩德的開創(chuàng)性工作,被認(rèn)為是奠定這一技術(shù)浪潮的重要基礎(chǔ)。