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(CMVU)
高冷的量子物理和我们的生活有什么关系?
“其实,过去的一百多年,量子力学的发展,所催生的各种技术已经彻底改变了我们的生活。”中国科学技术大学陆朝阳教授告诉科技日报记者。
时钟回拨至三年前,那年8月我国发射了世界上第一颗量子科学实验卫星。
国际上几乎所有最重要的媒体,如BBC、《纽约时报》《自然》《科学美国人》等,都报道了这一事件,并将之评为改变世界的十个重大科学事件之一。《华尔街日报》也以“沉寂了一千年,中国誓回发明创新之巅”为题进行报道。
随之,以量子卫星为代表,来自中国的一系列量子信息技术成果,也直接或者间接触发了欧洲和美国的加大投入:欧洲正式启动了量子技术旗舰项目,美国也通过了“国家量子行动法案”。
在“第二次量子革命”占有一席之地
我们今天使用的计算机、笔记本电脑、手机的芯片,其基本的计算单元是晶体管,就是基于量子力学中的能带理论发明的。激光也来源于量子力学,我们使用的硬盘、LED发光等,都依赖于量子力学。
“但是之前的这些量子技术,都是基于量子规律的宏观应用。”陆朝阳说,最近几十年,物理学发展到新的阶段,即使有百亿亿个光子,我们在实验室里也可以精准地控制到一个一个的光子、一个一个的原子。
“这些技术正在催生‘第二次量子革命’的一些新技术,包括安全通信、量子计算、精密测量等技术。”陆朝阳说,“‘第一次量子革命’,因为历史原因,中国并没有太多的参与。但现在‘第二次量子革命’就是一个非常好的机遇,是一个能够使我们从之前的跟随者、模仿者变为引领者的机会,而中国科学家已经牢牢地占有了一席之地”。
在中国建世界一流的量子实验室
1996年,中国科学技术大学潘建伟刚去奥地利留学。
一天,潘建伟兴冲冲地去找他的导师安东•塞林格,说自己通过计算发现了一个有趣的理论方案。讲完这个方案后,安东问他有没有听说过“量子隐形传态”,潘建伟说不知道。
由于当时互联网水平的限制和国际期刊在国内的普及程度不够,在不知道1993年Bennett等人的相关论文的情况下,潘建伟重新独立推导出了量子隐形传态,这是量子信息中的一个核心方案。
从到达因斯布鲁克的第一天开始,导师安东就问潘建伟:留学梦想是什么?他回答说:“要在中国建立一个世界一流的量子实验室”。
时光飞逝,20多年过去了。在中科院、科技部、基金委、教育部等部门的支持下,潘建伟的这个梦想正一步步迈向现实。
“2002年,我们的团队只有5个人。从2006年开始,很多年轻的学生被派到世界各地,在国际先进的实验室学习新技术。”陆朝阳说,2009年,潘建伟老师刚刚参加完《复兴之路》的主题展,就激动地给几乎所有在海外的学生发了一条短信,希望我们能够回国为民族复兴尽力。
2011年,这些派往海外的学子基本都回到了国内。后来发生的事情有目共睹。“我们团队主要的研究路线,是从量子基础研究开始,然后进入应用基础研究,再慢慢地把一些能够直接应用和产业化的技术投入实践应用,反哺社会经济发展。”陆朝阳说。