《科普時報》：探索量子奧秘，跟著院士去“追光”

轉自科普時報

科普時報記者 洪敬譜 季春紅

原稿標題：

探索量子奧秘，跟著院士去“追光”

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2022年5月29日，郭光燦院士（左）在固態(tài)量子存儲實驗室與青年教師探討量子中繼實驗。徐國康 攝

2024年9月18日，郭光燦院士（左二）在實驗室和研究團隊進行學術交流。

2024年9月18日，實驗人員在量子實驗室檢查制冷機和量子芯片的運行狀態(tài)。量子點量子計算芯片需要在接近絕對零度（約-273℃） 溫度下才能運轉。

2022年5月29日，郭光燦院士認真關注和記錄每一個實驗細節(jié)。徐國康 攝

2024年9月18日，郭光燦院士在實驗室向記者展示量子芯片。

2024年9月18日，量子實驗室內，光脈沖被晶體吸收的場景，經過調控，在一段時間之后被吸收的光可以重新被讀出來。

本片圖片除署名外均由季春紅攝

機器連排、微光閃爍、監(jiān)測數(shù)據(jù)在電腦屏幕上快速演變，探索著量子世界的科學奧秘……國慶節(jié)前，科普時報記者來到中國科學技術大學，走進中國科學院量子信息重點實驗室，獨家專訪了量子信息學家、中國科學院院士郭光燦。

量子計算技術是21世紀最有前景的前沿科技之一。那么，什么是量子，量子技術都應用在哪些領域呢？郭光燦說，物理世界可以分成經典物理和量子物理兩大類。像牛頓力學、麥克斯韋方程組等都是經典物理。在經典物理中，物體的狀態(tài)在某個時刻是完全確定的，研究對象要么是粒子，要么是波，不會同時具有波和粒子的特性。但是在微觀世界里，還有一類像電子、光子、中子等微觀粒子，它同時具有波和粒子的特性。這一類的粒子，我們叫它量子。再廣泛一點，我們把凡是遵循量子力學運行規(guī)律的單個粒子，統(tǒng)稱為量子。

量子科技就是利用量子世界不同于經典物理的特性而開拓出來的一種技術。比如量子計算機，就是量子科技里最重要的一種類型。量子計算機的計算速度和運算能力與電子計算機相比有了很大提升，這就好比電子計算機和算盤相比之間的差距。
郭光燦說，量子是微觀的，因為在人類日常生活里產生不了量子，所以我們需要制造宏觀世界的量子器件，用特殊辦法把它的量子特性體現(xiàn)出來。這就是量子信息技術，包括量子計算機、量子密碼、量子傳感、量子測量等，這些量子器件與經典物理器件相比性能上要好得多。
“目前，我國的量子計算水平處于國際第一梯隊，并在金融科技、醫(yī)療數(shù)據(jù)、電力行業(yè)等領域得到初步應用?！?郭光燦說。
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郭光燦院士寄語：聯(lián)合國已經宣布2025年為國際量子科學與技術年，人類社會將會走到一個新的生產力發(fā)展階段——從經典技術過渡到量子技術階段。當下，正是對量子、對科研、對科學感興趣的年輕一代發(fā)揮才能的最佳時期。希望年輕一代接過量子科技發(fā)展的“接力棒”，積極投入到量子科技事業(yè)中來。