机器之心编辑部
美国计算机学会（ACM）近期宣布，2025 年的 ACM A.M. 图灵奖授予了 Charles H. Bennett 和 Gilles Brassard，以表彰他们在量子信息科学基础理论的开创性贡献以及在安全通信和计算领域的革新。
该奖项素有“计算机界的诺贝尔奖”之称，奖金高达 100 万美元，由谷歌公司提供资金支持。奖项名称源自英国数学家 Alan M. Turing，他奠定了计算数学的基础。
Bennett 和 Brassard 被认为是量子信息科学领域的奠基人。该领域结合了物理学和计算机科学，利用量子力学现象作为信息处理和传输的资源，超越了传统上对物质属性的关注。
1984 年，在已故合作者 Stephen Wiesner 的影响下，Bennett 和 Brassard 发表了首个实用的量子密码学协议，即著名的 BB84 协议。他们在论文《量子密码学：公钥分发与掷币》中证明，即使面对拥有无限计算能力和先进技术的对手，也能通过物理定律保证安全的加密密钥传输。
- 该论文详细阐述了量子密码学的原理与应用，展示了量子通信的潜力。
- 数学家兼计算机科学家 Claude Shannon 在 1949 年证明，为了实现绝对保密，通信双方必须提前共享一个与消息等长的密钥。
随后，公钥密码学的出现提供了一种强有力的替代方案，其基础在于难以破解的数学难题。然而，Peter Shor 在 1994 年证明，这些系统在量子计算机面前将变得不安全。相比之下，BB84 协议仅依靠量子信息的基本属性，确保了信息论安全，即使面对量子计算机也无懈可击。
随着大规模量子计算机研发的推进，政府和行业正在重新评估现有公钥密码系统的长期安全性。量子密码学和新兴的抗量子经典方法一起，代表了未来几十年内保障数字通信安全的关键途径。BB84 的衍生版本已在全球范围内的量子通信网络中部署，包括基于光纤的有线通信和基于卫星的自由空间通信。
除了密码学，Bennett 和 Brassard 的工作还革新了计算理论的基础。1993 年，他们与其他合作者提出了量子隐形传态，展示了利用量子纠缠在远距离间传输任意量子态的方法。这一发现表明，纠缠可以作为一种实用资源，并因此获得了 2022 年诺贝尔物理学奖的肯定。
1996 年，他们在纠缠蒸馏的研究中证明，可以通过经典通信将不完美的纠缠提升为高质量的纠缠，这是实现可扩展量子通信的关键步骤。这些思想为当前构建量子网络和未来构建全球量子互联网奠定了基础。
在过去四十年里，Bennett 和 Brassard 的合作将物理学和计算机科学这两个截然不同的领域紧密地联系在一起。通过引入量子原理到计算模型中，他们的工作影响了密码学、算法设计、计算复杂性、学习理论、交互式证明以及数学物理等多个领域。他们的研究促进了跨学科合作的发展，激励了新一代物理学家和计算机科学家的交流与合作。
ACM 主席 Yannis Ioannidis 称赞道：“Bennett 和 Brassard 的深刻见解扩展了计算的边界，并开启了跨学科领域数十年的研究历程。今天全球量子技术的蓬勃发展彰显了他们贡献的深远影响。”
与此同时，联合国宣布 2025 年为国际量子科学与技术年，反映了全球对量子计算、量子通信和量子传感领域投资的增加。目前许多大规模量子系统的开发计划均基于 Bennett 和 Brassard 的理论创新。
未来展望，量子信息科学的新篇章包括对容错量子计算机、新型量子算法以及长距离量子通信的探索。曾经被视为抽象理论的隐形传态、纠缠交换和蒸馏，如今已成为实用量子工程的关键组成部分。
Google DeepMind 和 Google Research 的首席科学家 Jeff Dean 表示：“Charles Bennett 和 Gilles Brassard 的前瞻观点为当今科技界最令人激动的前沿领域奠定了基础。他们的工作持续推动着基础研究和实际创新的进展。谷歌很荣幸能支持 ACM A.M. 图灵奖，向塑造计算未来的先驱致敬。”
Charles H. Bennett 是一位美国物理学家，他在量子信息科学、量子密码学和量子隐形传态领域做出了开创性贡献，并为量子信息科学成为一门严谨学科奠定了基础。
人物介绍
Bennett 在布兰迪斯大学获得了学士学位，并在哈佛大学获得博士学位。自 1973 年以来，他一直在 IBM 研究院工作。
他的研究专注于物理学（特别是热力学与量子力学）与计算机科学（密码学、可计算性、计算复杂性与信息论）之间的联系，以推动对计算和量子力学的理论及实践理解。
Bennett 曾荣获多项重要奖项，包括沃尔夫物理学奖、墨子量子奖、BBVA 基金会基础科学前沿知识奖以及基础物理学突破奖。他还是美国国家科学院院士及英国皇家学会外籍院士。
Gilles Brassard 是一位加拿大计算机科学家，被誉为量子信息科学领域的先驱。
他在蒙特利尔大学获得学士和硕士学位，并在 John E. Hopcroft 的指导下于康奈尔大学获得了理论计算机科学博士学位。自 1979 年起，他在蒙特利尔大学任教，并于 2001 年至 2021 年期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 荣获了众多荣誉，包括沃尔夫物理学奖、墨子量子奖、BBVA 基金会基础科学前沿知识奖以及基础物理学突破奖。他是英国皇家学会会士及美国国家科学院外籍院士。
作为加拿大勋章（Order of Canada）与魁北克国家勋章（Ordre national du Québec）获得者，Brassard 荣获了众多荣誉，包括沃尔夫物理学奖、墨子量子奖、BBVA 基金会基础科学前沿知识奖以及基础物理学突破奖。他是英国皇家学会会士与美国国家科学院外籍院士。
参考链接：https://amturing.acm.org/