量子科技为何重要

10月

量子科技为何重要

量子科技为何重要
【新闻漫笔】  作者:施郁(量子物理学家、复旦大学物理学系教授)  中共中央政治局日前就量子科技研讨和使用远景举行了第二十四次团体学习。习近平总书记掌管学习时着重:“量子力学是人类探求微观世界的严重效果。量子科技开展具有严重科学含义和战略价值,是一项对传统技能体系发生冲击、进行重构的严重颠覆性技能创新,将引领新一轮科技革新和工业革新方向。”“要充分知道推进量子科技开展的重要性和紧迫性,加强量子科技开展战略策划和体系布局,掌握大趋势,下好先手棋。”  量子科技为什么重要?  首要,量子力学树立今后,就成为整个微观物理学的理论结构,带来了后者一个又一个的成功。  量子力学解说了化学。元素周期表、化学反应、化学键、分子的稳定性等,都是量子力学规则所导致。  量子力学协助咱们了解世界。咱们的世界跨过各种标准,从光到根本粒子,到原子核,到原子、分子以及许多原子构成的凝聚态物质。量子力学关于知道这些都起了重要的效果,也因而成为现代技能的根底。  在微观的标准上,各种根本力的统一是理论物理的严重问题,依赖于量子力学。其他的未解之谜(如暗物质和暗能量)的处理也依赖于量子力学。  许多地理现象,例如恒星发光、白矮星和脉冲星、太阳中微子的振动、世界布景辐射,甚至世界结构的来源等,都是由于量子力学规则。  许多资料性质,比方导体、绝缘体、磁体、超导等,源于电子的量子行为。  量子力学带来了丰厚的技能和使用,深刻地改变了人类的文明和前史。它让咱们具有了来自原子核能量这一新能源,也让咱们更有用使用太阳能。核弹影响了世界前史,核电则是核能的和平使用。  量子力学为信息革新供给了硬件根底。激光、半导体晶体管、芯片的原理都源于量子力学。量子力学也使得磁盘和光盘的信息存储、发光二极管、卫星定位导航等新技能成为可能。没有量子力学,互联网和智能手机也不会存在。  量子力学也为资料科学技能、医学和生物学供给了剖析东西,包含X射线、电子显微镜、正电子埋没、光学和磁共振成像等。  所以,量子是咱们的老朋友。事实上,20世纪90年代,诺贝尔奖得主莱德曼就指出,量子力学奉献了其时美国国内生产总值的三分之一。现在的份额还要高得多,很难找到与量子无关的新技能。所以说,量子力学是今世文明的一个重要根底。  这些较传统的科学技能,树立在量子力学根底之上,开展现已比较老练。而近年来,有了一些量子科技新范畴。根据对单个量子态的控制,量子科学技能呈现了新的方向和新的生命力,正在迎来继续量子革新的第2次高潮,也可以说是第2次量子革新。比方,经过用量子态作为信息的载体,量子力学不只像曾经那样为信息技能供给硬件根底,并且还供给了软件根底。  这为我国量子力学和量子信息学开展供给了关键。我国在相关范畴现已获得不少效果,并且在有些范畴现已世界领先。希望能呈现更多引领潮流的作业。上一年谷歌公司成功研发的一个量子处理器,可以在200秒内完结一项核算使命,是现在超级核算机需求很长时刻才干完结的,这便是所谓的量子优势。这样的效果,也应该在我国呈现。  正如习近平总书记指出的,近年来,量子科技开展日新月异,成为新一轮科技革新和工业革新的前沿范畴,加速开展量子科技,对促进高质量开展、保证国家安全具有非常重要的效果。  《光明日报》( 2020年10月20日 02版)

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