北京時間8月8日，國際理論物理中心（ICTP）將2024年度狄拉克獎授予了四位量子物理學家，以表彰他們為理解引力和量子場論中的量子熵做出了開創性的貢獻，他們分別是阿根廷物理學家Horacio Casini和Marina Huerta，以及日本物理學家Shinsei Ryu和Tadashi Takayanagi。

狄拉克獎章是在1985年為紀念量子力學奠基人之一、英國理論物理學家保羅?狄拉克（Paul Dirac）而設立的年度性獎項，是國際理論物理和數學物理領域的最高榮譽。該獎章不授予諾貝爾獎、費爾茲獎和沃爾夫獎的獲得者，但狄拉克獎章獲得者仍可被授予諾貝爾獎等獎項。8月8日是狄拉克的生日。因此，每年狄拉克獎章的獲獎名單都定在這一天宣布。

國際理論物理中心主任Atish Dabholkar 表示，：今年的獲獎者為我們理解量子糾纏的不同方面做出了開創性的貢獻?！彼忉屨f：“Ryu 和 Takayanagi 的工作揭示了量子力學和信息論與時空幾何和引力之間迷人而深刻的聯系；Casini 和 Huerta 的工作利用量子糾纏熵的性質得出了關于量子場論結構的重要普遍性結論?！?/strong>因此，2024 年狄拉克獎旨在獎勵將物理學的兩個方面——量子力學和引力——結合在一起的研究，半個多世紀以來，這兩個方面的統一描述一直是理論物理學家的“圣杯”。

狄拉克獎獲得者對量子熵的貢獻

量子熵，或馮·諾依曼熵，是衡量與量子態相關的信息量的指標。當考慮處于純態的較大系統的子系統時，它有時被稱為“糾纏熵”。

2006年，Ryu 和 Takayanagi 提出了一項開創性的建議，即引力系統的馮·諾依曼熵由時空幾何中最小面積表面的面積給出。它與著名的貝肯斯坦-霍金公式有關，后者用黑洞視界面積來表示黑洞的熵，但并不完全相同。該建議現在被稱為 Ryu-Takayanagi 公式，它對闡明黑洞和全息術的方方面面具有深遠的影響，也為強相互作用系統帶來了重要的應用。

Casini 和 Huerta 研究了量子場論中量子熵的各個方面，重點研究了子區域的熵，然后將這些結果應用于重正化群流的研究。在 1+1 維中，他們證明了區間的熵在重正化群流下單調減小，為著名的 c 定理提供了另一種證明。他們將這一推理擴展到 2+1 維場論，證明了 2+1 維子區域中圓形子區域的熵在重正化群流下減小。Casini 及其合作者進一步將這些想法擴展到 3+1 維。

卡西尼利用量子相對熵的性質提供了貝肯斯坦界限的一個版本的精確公式和優雅的證明。

值得一提的是，這四位物理學家是學術上的老搭檔，他們曾在2015年共同獲得新視野物理學獎，這個獎項是由風險投資家尤里·米爾納、Facebook 創始人馬克·扎克伯格、谷歌聯合創始人謝爾蓋·布林等人于2012年創立的科學突破獎的物理學部分。ICTP 主任 Atish Dabholkar 表示：“他們的研究是在世界不同角落進行的——阿根廷、日本和美國——好像他們之間存在某種智力關聯，在我看來，這是物理學本質統一性的體現，也是科學是全人類共同遺產和創造的理念的體現，也是 ICTP 的創始信念。”

關于2024年狄拉克獎章獲得者