《科普時報》：探索量子奧秘，跟著院士去“追光”

轉(zhuǎn)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(shù)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(zhuǎn)。

2022年5月29日，郭光燦院士認真關(guān)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(nèi)，光脈沖被晶體吸收的場景，經(jīng)過調(diào)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(shù)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(shù)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(shù)都應用在哪些領(lǐng)域呢？郭光燦說，物理世界可以分成經(jīng)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(jīng)典物理。在經(jīng)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(jīng)典物理的特性而開拓出來的一種技術(shù)。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(chǎn)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(shù)，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(jīng)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(lǐng)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(jīng)宣布2025年為國際量子科學與技術(shù)年，人類社會將會走到一個新的生產(chǎn)力發(fā)展階段——從經(jīng)典技術(shù)過渡到量子技術(shù)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。