美国计算机学会（ACM）于近日正式公布了2025年度ACM A.M. Turing Award（图灵奖）的获奖者。这一荣誉授予了物理学家 Charles H. Bennett 与计算机科学家 Gilles Brassard，以表彰他们在奠定量子信息科学基础，以及变革安全通信与计算领域所做出的决定性贡献。
ACM A.M. 图灵奖被誉为“计算机界的诺贝尔奖”，奖金高达100万美元，由谷歌公司提供资金支持。该奖项以英国数学家艾伦·M·图灵的名字命名。
Bennett 和 Brassard 被公认为量子信息科学这一交叉学科的奠基人。该领域巧妙地运用量子力学现象作为处理和传输信息的资源，而非仅仅将其视为物质的物理属性。
他们的开创性工作始于1984年。受已故合作者 Stephen Wiesner 早期思想的启发，两人共同提出了首个实用的量子密码学协议，即如今广为人知的 BB84协议。在其里程碑式论文《Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing》中，他们从理论上证明：通信双方能够建立一种由物理学基本定律保证安全的秘密加密密钥。即使面对拥有无限计算能力（包括未来可能出现的量子计算机）的对手，该密钥的安全性也坚不可摧。
这篇论文的相关信息如下：
早在1949年，数学家克劳德·香农就已证明，要实现绝对保密的通信，双方必须提前共享一个长度至少等于消息本身的密钥。后来出现的公钥密码学提供了一种强有力的替代方案，其安全性基于某些数学问题的计算复杂性。这些假设构成了当今数字世界的基石。
然而，彼得·肖尔在1994年证明，一旦功能完备的量子计算机成为现实，这些经典公钥系统将不再安全。相比之下，BB84协议无需依赖任何计算复杂性假设，它实现的是“信息论安全”。其核心依据是量子信息的基本属性：量子态无法被完美复制，任何测量行为都会不可避免地扰动原状态。这意味着，任何窃听尝试都会留下可被通信方检测到的痕迹。
随着大型量子计算机研发的持续推进，各国政府与产业界正在重新评估现有公钥基础设施的长期可靠性。量子密码学，与正在研发中的、有望抵抗量子攻击的经典密码学新方法（后者目前尚缺乏严格的安全性证明）一起，被视为未来几十年保障数字通信安全的关键路径之一。目前，BB84协议的各种变体已在全球多个投入运行的量子通信网络中得以实施，覆盖了基于光纤的陆地通信和基于卫星的自由空间通信。
除了重塑密码学，Bennett 和 Brassard 的工作也深刻改变了计算的理论基础。1993年，他们与同事共同提出了 量子隐形传态 方案。该方案展示了如何利用量子纠缠（即相隔遥远粒子间奇特的关联性）结合经典通信，来实现任意量子态在远距离间的传输。这一发现表明，纠缠不再仅仅是哲学思辨的奇观，而是一种切实可用的物理资源。相关实验验证在2022年获得了诺贝尔物理学奖的认可。
随后，他们在1996年关于 纠缠蒸馏 的研究表明，可以将不完美的、低质量的纠缠态“提纯”为高质量的纠缠态。这是迈向可扩展量子通信的关键一步。这些思想为当前构建量子网络、乃至最终实现全球规模的量子互联网（量子互联网）奠定了坚实的理论基础。
在超过四十年的合作中，Bennett 和 Brassard 成功地在物理学与计算机科学这两大传统学科间架起了桥梁。通过将量子原理引入计算模型，他们的工作影响深远，波及密码学、算法设计、计算复杂性、学习理论、交互式证明乃至数学物理等多个领域，并激励了一代又一代的科学家进行跨学科探索。
ACM 主席 Yannis Ioannidis 评价道：“Bennett 与 Brassard 从根本上改变了我们对信息本身的理解。他们深刻的见解拓展了计算的边界，开启了长达数十年的跨学科探索进程。当今全球量子技术的迅猛发展势头，正是他们贡献深远意义的最佳证明。”
恰逢他们获奖之际，联合国宣布将2025年定为“国际量子科学与技术年”。这反映了全球范围内对量子计算、量子通信和量子传感等领域日益增长的投资与关注。当今许多旨在构建大规模量子系统的宏伟计划，其概念源头均可追溯至 Bennett 和 Brassard 所作出的开创性理论突破。
展望未来，量子信息科学的新篇章正在书写，内容涵盖容错量子计算机的构建、新型量子算法的探索，以及由卫星和量子中继器支撑的远距离量子通信。隐形传态、纠缠交换与蒸馏等一度抽象的理论构想，如今已成为实用量子工程的核心组件。
Google DeepMind 兼 Google Research 首席科学家 Jeff Dean 表示：“Charles Bennett 与 Gilles Brassard 的前瞻性工作为当今科技界最激动人心的前沿领域之一奠定了基础。他们的持续影响力遍及基础研究与实际创新。谷歌非常荣幸能够支持 ACM A.M. 图灵奖，以此向塑造计算未来的先驱们致敬。”
获奖者简介
Charles H. Bennett
Charles H. Bennett 是一位美国物理学家。他在布兰迪斯大学获得学士学位，在哈佛大学获得博士学位，并于1973年加入 IBM 研究院工作至今。他的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，并在确立该领域为一门严谨科学学科的过程中扮演了核心角色。
他的职业生涯始终致力于探索物理学（热力学、量子力学）与计算机科学（密码学、可计算性、信息论）之间的深刻联系，以推进人们对计算本质和量子力学潜力的理解。他曾荣获沃尔夫物理学奖、墨子量子奖、BBVA基金会前沿知识奖以及基础物理学突破奖等多项殊荣，同时也是美国国家科学院院士和英国皇家学会外籍院士。
Gilles Brassard
Gilles Brassard 是一位加拿大计算机科学家，被广泛认为是世界上首批踏入量子信息科学这一未知领域的学者。他在蒙特利尔大学获得学士和硕士学位，并于1979年在康奈尔大学（师从1986年图灵奖得主 John E. Hopcroft）获得理论计算机科学博士学位。此后他回到蒙特利尔大学任教，并在2001年至2021年间担任加拿大皇家学会量子信息科学研究主席。
作为加拿大勋章和魁北克国家勋章的获得者，Brassard 同样获得了沃尔夫物理学奖、墨子量子奖、BBVA基金会前沿知识奖及基础物理学突破奖。他是英国皇家学会会士和美国国家科学院外籍院士。
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参考链接：https://amturing.acm.org/
发表于 3 小时前
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