設為首頁
加入收藏
聯系我們
“遇事不決，量子力學。”這是在互聯網上廣為流傳的梗，調侃現實中難以解析的現象，用量子力學理論來解釋。
中國科大量子儲存與量子中繼實驗室 來源：安徽日報
量子力學并不是玄學，而是科學。因為離我們的生活有些遙遠，用現實的經驗難以解釋量子力學，所以會讓人覺得很神奇，潛意識里也就對量子賦予神秘的色彩。
一
量子是什么？
它不是某個具體的物體或者粒子，而是一種物理概念。不可分割的最小物理量就被稱為“量子”。中學物理書上提到的分子、原子、電子，其實都是量子的不同形式。
打個比方，在統計人數時，會有一個人、兩個人、三個人，但不會出現半個人。對于統計人數來講，一個人就是不可分割的最小物理量，也就是一個量子。
可以說，我們的世界由量子組成，每個人都是“24K”純量子產品。
20世紀初，科學家利用、控制宏觀量子行為，開啟了“第一次量子革命”，以半導體、激光、超導等為代表的重要信息技術相繼問世。
當前，“第二次量子革命”方興未艾。量子信息技術以量子力學原理為基礎，發展出量子通信、量子計算和量子精密測量“三駕馬車”飛馳前進。
中科院量子信息與量子科技創新研究院 徐旻昊/圖
量子科技作為新一輪科技革命與產業變革的尖端領域，已成為世界各國科技競爭的焦點。美國通過《國家量子計劃法案》，在量子信息重點領域的投入從2019年的4.49億美元增加到2022年的9.18億美元。
歐盟通過《2023—2027年歐盟安全連接計劃》，欲投入24億歐元預算，利用最新量子通信技術，集成歐洲量子通信基礎設施，建設具有韌性、互聯性和安全性的衛星基礎設施系統。
我國也在搶占量子產業發展先機。2023年12月召開的中央經濟工作會議指出，要開辟量子、生命科學等未來產業新賽道，以科技創新引領現代化產業體系建設。今年的政府工作報告中，量子技術被兩次提及，全國各地都在搶抓機遇，布局量子產業。
二
以科創出圈的安徽，在量子賽道上更是率先布局。
早在2009年，安徽就落地了探索量子信息技術產業化的企業，這要從中國科大說起。
中國科大位于安徽合肥，是國內最早研究量子的院校。中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦，是國內最早開始量子信息研究的科學家。
郭光燦至今還記得，1980年到加拿大多倫多大學留學時發現，國內對量子光學的研究相對國外落后20年。彼時，他和一群中國留學生相約，誰先回國誰就組織隊伍，把量子光學這一擔子挑起來。
回國后，郭光燦在中國科大教室里組建了量子光學研究組，可以說是中國科學院量子信息重點實驗室的前身和雛形。
20世紀90年代，量子信息剛興起，郭光燦就看到了量子信息未來的生命力，開始在量子信息領域謀篇布局。
量子信息技術不能僅停留在實驗室里，要大膽“走出來”。得益于中國科大在量子領域的先發優勢，安徽前瞻布局量子產業，在2009年迎來了國盾量子。
2009年，發源于中國科大量子信息研究團隊的國盾量子成立并入駐合肥高新區，成為我國最早探索量子信息技術產業化的企業之一。隨后，越來越多的中國科大學子帶著量子科技成果，從實驗室走入市場，開啟了“無人區”的探索。
國儀量子、問天量子、本源量子等一批量子科技企業相繼在安徽孵化成長，從科創種子逐漸成長為“產業之花”。目前，安徽已經聚集量子產業上下游企業70余家，企業數量居全國前列。
創新基礎好，科技成果豐。近年來，一大批前沿科技成果在安徽誕生：世界首顆量子通信衛星、世界首條量子保密通信“京滬干線”、世界首臺光量子計算機、“祖沖之號”超導量子原型機……
創新仍在繼續。
當前，安徽正積極培育量子信息未來產業，推進科技成果轉化應用。合肥高新區量子信息未來產業科技園入選國家首批未來產業科技園試點培育名單，加快量子科技產業創新研究院實體化運行，發揮量子科學產業引導基金作用，推動量子技術多領域場景應用，建成新一代合肥量子城域網，建設“超量融合技術中心”項目……
三
作為一項顛覆性技術，量子科技能給我們帶來什么？
量子通信可以在理論上做到絕對保密，量子測量可以將目前的測量技術進一步精細千倍、萬倍達到原子量級，量子計算則可以令人類的運算能力實現指數級增長。
如果將量子用于生活，會是什么場景？
快，是量子計算機的最大特征。如果把算盤的計算速度認定為人奔跑的速度，那么現有計算機的計算速度就是音速，而量子計算機的計算速度就是光速。
舉例來說，普通計算機模擬一種藥品的化學結構可能需要幾年時間，量子計算機只需幾天。普通計算機需要數萬年才能破解的復雜密碼，量子計算機幾秒鐘內就能破解。
量子通信的保密特性更是與生活息息相關，僅需一張量子SIM卡，就能實現量子技術帶來的通話保密效果；下載量子相關APP，就可以實現信息的“閱后即焚”，信息安全無憂；一個指甲蓋大小的量子安全模組內嵌于量子安全智能燃氣表，就能將數據傳輸與量子安全技術緊密結合，為用戶提供穩定可靠的量子安全服務。
超導量子處理器 徐旻昊/圖
量子測量究竟有多精密呢？很多人都知道心電圖、腦電圖，但是對心磁圖、腦磁圖十分陌生。基于量子測量技術研發的設備，能精細、靈敏地監測到人在想問題時大腦產生的磁場；也能采集人體心臟磁場信號，獲得心磁分布圖像，有助于對心肌缺血和冠心病進行早期的篩查和診斷。
盡管“飛入尋常百姓家”還有很長一段距離，但是量子科技正在逐漸靠近人們的生活，探索著人類文明與科技的無限未來。
在充滿未知的天地里，量子科技的“三駕馬車”奔涌向前……
撰稿：鹿嘉惠