叶军拿下沃尔夫奖,潘建伟团队也做到世界前沿,下一站会是诺奖吗

10月2日,耶路撒冷总统府公布了2026年沃尔夫奖获奖名单。

今年的物理学奖由两位科学家共同获得,获奖理由是他们在超冷原子系统控制领域取得了具有变革意义、且可广泛应用的突破。

一位是德国物理学家Immanuel Bloch,另一位,则是一位出生于上海的华人物理学家。

这个奖的分量并不轻!

沃尔夫奖自1978年开始颁发,覆盖物理、化学、数学、医学、农业以及艺术等领域。

每个领域奖金10万美元,获奖者由国际专家委员会评选,正式奖项通常由以色列总统在议会举行的仪式上颁发。

沃尔夫基金会自己的统计显示,在与诺贝尔奖重合的学科中,超过三分之一的沃尔夫奖得主后来又获得了诺贝尔奖。

因此,它长期被视为世界基础科学领域最重要的奖项之一,也常被外界称为“诺奖风向标”。

而今年站到这个名单上的华人物理学家,就是叶军。

叶军1967年出生于上海,1989年毕业于上海交通大学应用物理专业,随后赴美国深造,1991年获得新墨西哥大学物理学硕士学位,1997年获得科罗拉多大学博尔德分校物理学博士学位。

而他的博士导师,正是2005年诺贝尔物理学奖的约翰·霍尔,霍尔是现代激光精密测量和光学频率梳领域的重要奠基者之一。

如今,他是美国国家标准与技术研究院研究员、科罗拉多大学博尔德分校JILA联合研究所研究员,并在科罗拉多大学博尔德分校从事研究。

他研究的东西,正在把人类测量世界的能力推向一个过去几乎无法想象的尺度。

把“1秒”测到极致

叶军长期研究超冷原子、超稳激光、精密光谱以及光学原子钟。

其中最有代表性的,就是锶原子光晶格钟。

传统机械钟依靠摆动计时,石英钟依靠晶体振荡,而原子钟直接利用原子内部极其稳定的能级跃迁作为“钟摆”。

光晶格钟则更进一步。

科学家先利用激光把锶原子冷却到接近绝对零度,再利用激光形成一个个极小的“光学陷阱”,把大量原子固定起来。

随后,用超稳定激光去测量这些原子能级之间的跃迁频率。

频率越高,时间的刻度就越细。

可以把它理解为:以前我们用毫米刻度的尺子测东西,现在突然拥有了一把能够精确到原子尺度的尺子。

光晶格钟最初由东京大学香取秀俊提出并率先实现,叶军团队则从2000年前后开始研究锶原子,并在此后二十多年持续推动光晶格钟、超稳定激光和量子精密测量向极限逼近。

他的团队研制的原子钟,如果持续运行约150亿年,累计误差仍不到1秒。

这已经不是为了让手机或者手表再准一点。

当时间被测量到这种精度之后,原子钟本身就会变成一种探索宇宙的仪器。

按照广义相对论,引力越强,时间走得越慢。

如果两台钟足够精确,哪怕它们之间只有很小的高度差,都可能测出时间流速的不同。

因此,未来的光钟可以用于测量地球引力场、检验广义相对论、寻找基本物理常数是否变化,甚至帮助寻找暗物质以及标准模型之外的新物理。

就在叶军不断刷新光钟极限的时候,国内也有一支团队正在迅速逼近这个水平。

潘建伟团队,也把光钟做到10^-19量级

很多人提到潘建伟,首先想到的是墨子号、量子通信和九章量子计算原型机。

但近年来,潘建伟团队的研究版图已经延伸到了量子精密测量和光钟。

2024年,中国科大潘建伟、陈宇翱、戴汉宁等团队公布了一台锶原子光晶格钟,稳定度和不确定度均优于5×10^-18。

当时中国科大表示,根据公开发表的数据,这使中国成为继美国之后第二个达到这一综合指标的国家。

仅仅两年后,这个数字再次被推进了一个数量级。

2026年3月,中国科大潘建伟、戴汉宁、陈宇翱、彭承志等团队宣布,他们研制的锶原子光晶格钟,稳定度和不确定度同时进入10^-19量级。

其中,两台独立锶光钟在2万秒积分时间下的长期稳定度优于2.9×10^-19,其中一台锶光钟的综合系统不确定度达到9.2×10^-19。

中国科大给出了一个更容易理解的换算:当于运行约300亿年,误差不超过1秒。

这个数字看上去甚至比“150亿年误差不到1秒”还夸张。

当然这里不能简单得出“潘建伟团队已经超过叶军团队”的结论。

因为“150亿年”和“300亿年”只是为了方便公众理解而进行的通俗换算。

真正比较光钟性能,需要同时看稳定度、系统不确定度、积分时间、原子相干时间、误差来源以及不同实验条件。

叶军几十年来的核心主线,是超冷原子、超稳激光、光钟和精密测量,研究的是人类究竟能够把时间、频率和物理世界测到多精确。

潘建伟的科研版图则更宽,从量子通信、量子计算,到量子模拟和量子精密测量,正在建立更加完整的量子技术体系。

叶军这次获得沃尔夫物理学奖,说明过去二十多年里,光钟和超冷原子已经从一个前沿实验方向,逐渐成为现代量子物理的重要基础。

而潘建伟团队最新的进展则说明:在这条最顶尖的量子精密测量赛道上,国内团队同样已经走到了国际前沿。

过去100年,我们一直在努力理解量子世界。

现在真正发生变化的是我们开始有能力控制它、测量它,并把它变成人类认识世界的新工具。


还有一个很有意思的悬念。

同样被视为“诺奖风向标”,薛其坤拿到了引文桂冠奖,叶军拿到了沃尔夫物理学奖。一个凭借量子反常霍尔效应进入国际顶尖物理学家的视野,一个则把光钟和量子精密测量推到了新的极限。

那么,在即将揭晓的诺贝尔物理学奖中,他们的名字会不会出现?

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更新时间:2026-10-05

标签:科技   团队   世界   叶军   潘建伟   量子   晶格   原子   精密   测量   原子钟   科罗拉多   霍尔   时间

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