为什么量子技术很重要

2020-10-26 10:05   来源: 互联网

中共中央政治局日前举行了第24次量子科技研究和应用前景的集体研究。习近平总书记强调:"量子力学是人类探索微观世界的一项重要成就,"量子科技的发展具有重大的科学意义和战略价值。它是一项重大的颠覆性技术创新,它对传统技术体系的冲击和重构,将引领新一轮的科技革命和产业改革方向。要充分认识促进量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展的战略规划和系统布局,把握大势所趋,做好优势。


为什么量子技术很重要?


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首先,量子力学建立后,它已成为整个微观物理学的理论框架,使后者一举成功。


量子力学解释化学。周期表、化学反应、化学键、分子稳定性等都是由量子力学定律引起的。


量子力学帮助我们理解宇宙。我们的宇宙跨越尺度,从光到基本粒子到原子核,再到由原子、分子和大量原子组成的凝聚物质。量子力学在理解这些方面起着重要作用,因此成为现代技术的基础。


在微观尺度上,各种基本力的统一是理论物理中的一个重要问题,它依赖于量子力学。其他未解的谜团,如暗物质和暗能量,也取决于量子力学。


许多天文现象,如恒星发光、白矮星和脉冲星、太阳中微子振荡、宇宙背景辐射,甚至宇宙结构的起源,都是由量子力学定律所致。


许多材料的性质,如导体、绝缘体、磁铁、超导体等,都源于电子的量子行为。


量子力学带来了丰富的技术和应用,深刻地改变了人类的文明和历史。它为我们提供了核能的新能源,使我们能够更有效地利用太阳能。核弹影响了世界历史,核能就是和平利用核能。


量子力学为信息革命提供了硬件基础。激光、半导体晶体管和芯片的原理都来源于量子力学。量子力学还使磁盘和光盘信息存储、发光二极管、卫星定位和导航等新技术成为可能。没有量子力学,互联网和智能手机就不可能存在。


量子力学还为材料科学和技术、医学和生物学提供分析工具,包括X射线、电子显微镜、正电子湮没、光学和磁共振成像。


因此,量子是我们的老朋友。事实上,在上世纪90年代,诺贝尔奖得主莱德曼(Ledermann)指出,当时量子力学贡献了美国国内生产总值(GDP)的1/3。现在这一比例要高得多,很难找到与量子无关的新技术。因此,量子力学是当代文明的重要基础。


这些以量子力学为基础的传统科学和技术已经相对成熟。近年来,量子科学和技术出现了一些新的领域。量子科学和技术基于对单个量子态的操纵,出现了新的方向和新的活力,迎来了连续量子革命的第二个最精彩的部分,也可以说是第二次量子革命。例如,利用量子态作为信息载体,量子力学不仅为信息技术提供了硬件基础,而且还提供了软件基础。


这为中国量子力学和量子信息学的发展提供了机遇。我国在相关领域已经取得了很大成就,在一些领域已经在世界领先。我希望有更多的引领潮流者的工作。去年,谷歌成功地开发了一种量子处理器,可以在200秒内完成一项计算任务,超级计算机需要很长时间才能完成,这被称为量子优势。这些成就也应该在中国出现。


正如习近平总书记指出,近年来,量子科技的快速发展已成为新一轮科技革命和工业改革的前沿领域,加快量子科技的发展对促进高质量发展和保障国家安全具有十分重要的作用。

责任编辑:无量渡口
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