返朴 26-03-18 19:33
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【祝贺!2025年ACM图灵奖授予量子信息科学领域两位奠基人】
纽约州纽约市,2026年3月18日——美国计算机学会(ACM)今日宣布,2025年ACM A.M.图灵奖授予Charles H. Bennett与Gilles Brassard,以表彰他们在奠定量子信息科学基础、变革安全通信与计算领域所发挥的关键作用。

ACM A.M.图灵奖通常被称为“计算领域的诺贝尔奖”,由谷歌公司提供财政支持,奖金为100万美元。该奖项的名称取自阐明计算数学基础的英国数学家Alan M. Turing。

Charles H. Bennett与Gilles Brassard被公认为量子信息科学的奠基人。该学科横跨物理学与计算机科学,将量子力学现象不仅视为物质属性,更作为处理与传输信息的资源。该学科横跨物理学与计算机科学,推动了两大领域科学家间的精彩合作。对通用量子计算的同步关注,进一步推动了这一发展。量子信息科学是兼具科学基础性与深刻性的课题,拥有巨大的现实意义。它催生并触发了一系列卓越的技术进步,应用领域既有可预见的,也有超出预期的。

⭐1 首个实用量子密码协议BB84
1984年,受已故合作者Stephen Wiesner的启发,Charles H. Bennett与Gilles Brassard提出首个实用量子密码协议,即如今广为人知的BB84,成为计算机科学史上具有变革意义的里程碑。这篇于1984年合作发表的论文“Quantum cryptography:Public key distribution and coin tossing”(http://t.cn/AXfGI9Qm)的论文证明,量子物理可解决通信安全领域的重大难题——即在通信双方几乎没有或完全没有预先共享密钥的情况下实现保密通信,且无论攻击者拥有何种计算能力与技术水平,该方案均可抵御攻击。

数学家与计算机科学家Claude Shannon 1949年证明:通信中的完美保密,仅在双方预先共享与消息(熵)等长密钥时才可能实现,与此同时,解决密钥建立问题的另一方案——公钥密码学,成为21世纪密码学与计算机安全的基石,并先后催生了2002年与2015年图灵奖。公钥密码学随后通过依赖数学难题提供了强大解决方案,这一假设嵌入现代数字基础设施,但早在 1994年就被Peter Shor证明:一旦实用化大规模量子计算机出现,现有公钥体系将不再安全。与之形成鲜明对比的是,BB84不依赖任何计算假设即可实现信息论安全,其根基是量子信息的基本属性:不可复制、不可无扰动测量。任何窃听行为都会在信息泄露前留下可检测痕迹。

随着大规模量子计算机研究不断推进,各国政府与产业界正在重新评估广泛部署的公钥密码系统的长期安全性。量子密码学,与尚无安全证明的新兴抗量子经典方案一道,成为未来数十年保障数字通信安全的重要路径。BB84的多种变体已在全球实际运行的量子通信网络中部署,包括光纤陆地网络与卫星自由空间通信。

⭐2 重新定义安全通信与计算
Bennett与Brassard 1984年的论文不止于密钥建立,更开创了量子密码学的通用理论。文中提出了针对另一核心密码学原语——集体掷硬币的量子协议,并进一步阐释了该协议如何可被量子纠缠所攻破。这是首次证明纠缠与密码学相关,最终催生出成熟的基于纠缠的量子密码理论,成为对原始BB84密钥协议的有益补充。

在26篇合作论文及与其他学者合著的数百篇成果中,Bennett与Brassard持续探索将量子力学效应应用于计算与通信的全新世界。例如,他们1993年的合作论文提出“量子隐形传态”,证明可仅通过经典信息,在处于纠缠态的通信双方间传输任意量子态。这一奠基性发现成为大量后续研究的核心,其实验验证获得了2022年诺贝尔物理学奖。事实上,他们的多项工作都深入研究了量子纠缠这一神秘且反直觉的量子关联概念。1996年,Bennett、Brassard及其合作者提出“纠缠纯化”思想,证明可将低质量纠缠提纯为近乎完美的纠缠。

过去数十年间,他们的研究成果、思想、讲学与培养的学生,对量子信息、量子计算理论与实践领域产生了深远影响。在计算机科学内部,将量子理论引入不同计算模型,影响了包括密码学、算法设计、计算复杂性、学习理论、交互式证明等在内的众多子领域,部分成果在数学与数学物理中带来了意外突破。

Bennett与 Brassard的持续合作促成了两大领域无数的协同研究,成就了今日的量子革命。

⭐3 量子信息科学奠基人
ACM 主席Yannis Ioannidis表示:“Bennett和 Brassard从根本上改变了我们对信息本身的理解。他们的洞见拓展了计算的边界,开启了数十年跨学科探索。如今全球量子技术的蓬勃发展,印证了他们贡献的持久价值。”

此次表彰恰逢联合国将2025年定为“国际量子科学与技术年”,反映出全球对量子计算、通信与传感领域的持续投入。当今众多雄心勃勃的大规模量子系统研发计划,其概念根基均可追溯至Bennett与Brassard的理论突破。

展望未来,量子信息科学的下一篇章将围绕容错量子计算机、新型量子算法,以及由卫星与量子中继器支撑的长距离量子通信展开。隐形传态、纠缠交换与纠缠纯化——这些曾经抽象的理论构想,如今已成为实用量子工程的核心组件。

谷歌DeepMind和谷歌研究院首席科学家Jeff Dean表示:“Charles Bennett和Gilles Brassard的远见卓识,为科技领域最激动人心的前沿之一奠定了基础。他们的工作持续影响着基础研究与现实创新。谷歌很荣幸支持ACM图灵奖,并致敬这些塑造计算未来的先驱。”

Charles H. Bennett
Charles H. Bennett是一位美国物理学家,其研究奠定了量子信息科学、量子密码学与量子隐形传态的基础,并在推动量子信息科学成为严谨学科中发挥核心作用。本科毕业于布兰代斯大学,博士毕业于哈佛大学。1972年加入IBM研究院,毕生探索物理学(尤其是热力学与量子力学)与计算机科学(可计算性、计算复杂性、信息论)的联系。曾获沃尔夫物理学奖、墨子量子奖、BBVA基金会基础科学前沿知识奖、基础物理学突破奖等重要奖项。.美国国家科学院院士,英国皇家学会外籍院士。

Gilles Brassard
Gilles Brassard是来自加拿大的计算机科学家,被公认为全球首位系统探索量子信息科学这一未知领域的计算机科学家。本科与硕士毕业于蒙特利尔大学,1979年获康奈尔大学理论计算机科学博士学位,师从1986年图灵奖得主John Hopcroft。随后加入蒙特利尔大学任教,2001-2021年担任加拿大量子信息科学研究主席。加拿大官佐勋章、魁北克国家官佐勋章获得者。曾获沃尔夫物理学奖、墨子量子奖、BBVA基金会基础科学前沿知识奖、基础物理学突破奖等。英国皇家学会院士,美国国家科学院外籍院士。
来源:ACM 计算机学会
阅读原文:http://t.cn/AXfGthin
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发布于 北京