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2020年11月09日
【解放日报】科学家如何比喻“量子”

普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、费米、薛定谔……20世纪科学界许多杰出的头脑,都为一个概念着迷——量子。

经过30多年努力,中国量子科学梦之队已经是世界顶级科学家团队,撑起了量子领域的一片天。但在普通人眼中,量子以及量子科技仍是“神秘莫测”的存在。科技圈流传了一些浅显易懂的比喻,或许能解开你心中的疑惑。

对于量子这个抽象概念,中国科学院物理所研究员曹则贤曾打过这样一个比方:我们生活中可以见到的、感知到的事物,包括光与能量的最小单位都能称之为量子。就像我们远处看鱼群是乌泱乌泱的一片黑,但是放大了看就是一条条鱼,这一条条鱼就可以说是鱼群的量子。

中国科学技术大学副研究员、科普专家袁岚峰在媒体上这样撰文解释:量子的本意是个数学概念,简言之就是“离散变化的最小单元”。什么叫“离散变化”?我们统计人数时,可以有一个人、两个人,但不可能有半个人、三分之一个人。我们上台阶时,只能上一个台阶、两个台阶,不能上半个台阶、三分之一个台阶。这些就是“离散变化”。对于统计人数来说,一个人就是一个量子。对于上台阶来说,一个台阶就是一个量子。如果某个东西只能离散变化,我们就说它是“量子化”的。

真正的量子科技离广大民众还很远,还没有一种量子产品成为老百姓的必需品。目前市场上有很多带着“量子”二字的产品,“量子水”“量子鞋垫”,都不是量子产品,短时间内量子产品也不可能走进千家万户。

中科院院士、中国科学技术大学郭光灿教授介绍,展望未来的话,如果通用量子计算机得到了广泛应用,那么各个行业——医疗、农业生产、工业生产、人工智能,整个社会方方面面都会受到量子技术的影响,量子计算机能够超过电子计算机,密码领域量子通信可以提升传输的安全性,量子传感可以测量很多很重要的参数。

医疗方面,生产新药物的速度会大大提高,这是因为新药制造需要计算机模拟哪个配方是最有效的,使用电子计算机模拟非常慢,但量子计算机很快就能计算出来,这就关系到老百姓的身体健康。人工智能方面,无人驾驶汽车传感器处理的速度会更快,性能就会提高。农业方面,量子计算机问世后,可以研究清楚光合作用是怎么回事。有科学家预言,如果这个应用研究成功了,太阳能的利用率会从现有的10%提高到20%—30%,农业会出现跳跃式发展,全球老百姓的吃饭问题就解决了。

《解放日报》(2020年11月9日20版)

https://www.shobserver.com/journal/2020-11-09/getArticle.htm?id=303320


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