机器之心编辑部
刚刚，美国计算机学会（ACM）宣布了 2025 年的 ACM A.M. Turing Award（图灵奖）获得者： Charles H. Bennett 与 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方面所发挥的关键作用。
ACM A.M. 图灵奖常被称为「计算机界的诺贝尔奖」，奖金为 100 万美元，由谷歌公司（Google, Inc.）提供资金支持。该奖项以阐述了计算数学基础的英国数学家 Alan M. Turing 的名字命名。
Bennett 与 Brassard 被公认为量子信息科学的奠基人。该领域处于物理学与计算机科学的交叉地带，将量子力学现象视作处理和传输信息的资源，超越了单纯将其视为物质属性的范畴。
1984 年，受已故合作者 Stephen Wiesner 观点的启发，Bennett 与 Brassard 提出了首个实用的量子密码学协议，即现在的 BB84 协议。在论文《量子密码学：公钥分发与掷币》中，他们证明了通信双方可以建立由物理学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和高度成熟技术（如量子计算机）的对手，该密钥依然安全。
- 论文标题：Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing
- 论文地址：https://arxiv.org/abs/2003.06557
1949 年，数学家兼计算机科学家 Claude Shannon 证明，只有在通信双方提前共享长度至少等于消息本身长度的密钥的情况下，通信才可能实现绝对保密。
后来，公钥密码学提供了一种强大的替代方案，其基础在于被认为难以求解的数学问题。这些假设构成了现代数字基础设施的基石，但正如 Peter Shor 早在 1994 年所证明的那样，一旦拥有全尺寸的量子计算机，这些系统将变得不再安全。相比之下，BB84 无需计算假设即可实现信息论安全，其依据是量子信息的基本属性：量子信息无法在不引起扰动的情况下被复制或测量。任何窃听尝试都会在信息泄露之前留下可检测的痕迹。
随着大规模量子计算机研究的推进，政府与业界正在重新评估广泛部署的公钥密码系统的长期可靠性。量子密码学与新兴的、有望抗量子的经典方法（目前尚无安全性证明）一道，代表了未来几十年保障数字通信安全的途径之一。BB84 的变体已在全球范围内投入运行的量子通信网络中得到实施，涵盖了基于光纤的陆地有线通信与基于卫星的自由空间通信。
除密码学之外，Bennett 与 Brassard 的工作还重塑了计算的理论基础。1993 年，他们与其他合作者共同提出了量子隐形传态，展示了如何利用量子纠缠（即相距甚远、无法相互影响的粒子之间令人惊讶的关联行为）与经典通信，在相距遥远的各方之间传输任意量子态。这一发现表明，曾经主要被视为哲学奇闻的纠缠可以作为一种实用资源。相关现象的实验验证获得了 2022 年诺贝尔物理学奖的认可。
他们随后在 1996 年关于纠缠蒸馏的工作表明，可以把不完美的纠缠强化为高质量的纠缠，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以及最终构建能够跨全球距离传输量子信息的量子互联网的努力奠定了基础。
在四十多年里，Bennett 与 Brassard 的合作桥接了物理学与计算机科学这两个以往截然不同的学科。通过将量子原理引入计算模型，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领域。他们的研究推动了一代物理学家和计算机科学家跨越学科边界展开合作。
ACM 主席 Yannis Ioannidis 表示：「Bennett 与 Brassard 从根本上改变了我们对信息本身的理解。他们的深刻见解拓展了计算的边界，并开启了跨学科领域数十年的探索进程。当今全球量子技术的发展势头突显了他们贡献的深远意义。」
在他们获奖之际，联合国刚刚宣布 2025 年为国际量子科学与技术年，这反映出全球对量子计算、量子通信与量子传感领域的投资日益增长。当今许多构建大规模量子系统的宏伟计划，其概念基础都可以追溯到 Bennett 与 Brassard 开创的理论突破。
展望未来，量子信息科学的新篇章包括对容错量子计算机、新型量子算法以及由卫星和量子中继器支持的长距离量子通信的探索。隐形传态、纠缠交换与蒸馏等曾经抽象的理论思想，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 的前瞻性见解为当今科技界最激动人心的前沿领域之一奠定了基础。他们的工作持续影响着基础研究与实际创新。谷歌很荣幸能够支持 ACM A.M. 图灵奖，向塑造计算未来的先驱们致敬。」
人物介绍
Charles H. Bennett 是一位美国物理学家，他的研究塑造了量子信息科学、量子密码学与量子隐形传态的基础，并在确立量子信息科学为一门严谨科学学科的过程中发挥了核心作用。
Bennett 在布兰迪斯大学（Brandeis University）获得学士学位，并在哈佛大学（Harvard University）获得博士学位，之后于 1973 年加入 IBM 研究院（IBM Research）并工作至今。
在他的职业生涯中，他一直致力于探索物理学（尤其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，以推进对计算和量子力学的理论及实践的理解。
他曾获得多项著名奖项，包括沃尔夫物理学奖（Wolf Prize in Physics）、墨子量子奖（Micius Quantum Prize）、BBVA 基金会基础科学前沿知识奖（BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award in Basic Sciences）以及基础物理学突破奖（Breakthrough Prize in Fundamental Physics）。他还是美国国家科学院（US National Academy of Sciences）院士与英国皇家学会（Royal Society）外籍院士。
Gilles Brassard 是一位加拿大计算机科学家，被公认为世界上首位涉足量子信息科学这一未知领域的学者。
他在蒙特利尔大学（Université de Montréal）获得学士与硕士学位，并于 1979 年在 1986 年图灵奖得主 John E. Hopcroft 的指导下，于康奈尔大学（Cornell University）获得理论计算机科学博士学位。此后不久，他加入了蒙特利尔大学任教，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（Canada Research Chair in Quantum Information Science）。
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/
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