《未来中国》中国量子之父潘建伟探索量子世界

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2022年07月13日

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近年来,每当遇到难题,大家习惯性地说“遇事不决、量子力学,解释不通、平行时空”。量子力学一度成为了科幻的代名词,深奥又神秘。量子在微观世界中展现出反常识、反逻辑的叠加状态,甚至还表现出诡异的纠缠和干涉,限制了人类的理解和想象。

潘建伟院士潘建伟院士

如今,量子科技早已广泛应用,颠覆了人类的生活。从手机中含有的芯片、晶体管、巨磁阻、发光二极管到医疗中使用的核磁共振,都含有量子技术。可以说没有量子力学的建立,就没有信息科技的发展。作为世界前沿技术,量子科技成为事关国家命运的重大战略,也将深刻地影响世界未来的发展方向。到底什么是量子力学?普通人如何自学量子力学?人类的生活和社会生产将因量子科技发生怎样的改变?

科学引荐人陈辰科学引荐人陈辰

本期《未来中国》聚焦量子世界,邀请到中国科学院院士、中科院量子信息与量子科技创新研究院院长、中国科学技术大学常务副校长潘建伟院士,介绍我国量子科技的发展与突破。更有科学青年团成员从不同角度引入量子概念、科普量子实验、展示量子技术。

合照合照

实现量子优越性 潘建伟院士引领量子研究重大飞跃

2016年,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”顺利发射,圆满完成量子密钥分发等三大科学目标,刷新了我国在量子通信领域研究的国际地位。“墨子号”量子科学实验卫星的建造与命名,对量子科技研究有何意义?

2001年,留学深造的潘建伟学成归国,克服重重障碍组建了我国第一个量子实验室,带领中国量子梦之队先后研发“墨子号”量子卫星,“九章号”、“祖冲之号”量子计算机,使中国崛起成为了国际量子科研版图上的重要力量。

对于中国的量子科技发展,潘院士自豪地表示我国不仅在量子通信方面处于领跑阶段,而且在量子计算中的“光量子计算”、“超导计算”等方面实现了“量子计算优越性”。虽然未来仍面临很多困难和挑战,但是希望我们能够保持世界最前列,建成科技强国。同时,潘院士表示国际合作和国际交流很重要,因为科学研究解决的问题是全人类发展的问题,只有以开放的态度与国际学者共同努力,才能使科技造福人类。

谈及从事量子物理研究,潘院士称爱因斯坦的成就不仅是相对论,他提出“光量子”概念并花费大量时间研究量子力学,试图为科学找到一条更好的道路,自己其实一直在追随物理学家爱因斯坦的脚步。

关于如何才能成为真正的科学大国,潘院士表示,“科学想要做得好,需要一定的人文氛围”。从国外留学回来的潘院士对奥地利的人文氛围感触颇深。他回想起当地牧民晚上放牧回来唱歌弹琴,生活相当从容,甚至有个农庄的老太太说曾读过他的文章。潘院士认为科学研究是个持续的过程,并非一两年就有结果,所以做研究也可以从容一点。而且通过科普引起大家对科学的兴趣是非常重要的,这样科学发展比较快。在谈及如何学习量子力学的时候,潘院士认为量子力学作为很多学科的支柱,小孩应该从小学习;而成年人学习量子力学,更多的可以改变处理事情的态度,这个世界并不是黑白分明的,很多事情并不是绝对的。

科学青年张骏科学青年张骏科学青年包坤科学青年包坤科学青年张佳伟科学青年张佳伟

没人真正懂量子力学 科学青年团揭秘真实的量子科学

实践是检验真理的唯一标准。美国康奈尔大学物理化学博士包坤在节目上引入了物理界着名“恐怖实验”,这个实验不仅解释了光的波粒二象性,还打开了量子世界的大门。光究竟是波还是粒子?在宏观世界里,波和粒子是两种截然不同的物质。但是实验显示一束光穿过两条缝隙后既有可能呈现波的特性,又有可能呈现粒子的特性,那么当实验加入摄像头观察会有怎样的发现呢?

脱口秀新人、中山大学软件工程专业的张骏现场科普量子科技产品。生活中常见的“量子水杯”“量子保健品”,真的可信吗?他表示凡是名字带“量子”的产品大多是拿高科技当幌子,因为真正的技术不会拿“量子”当噱头。而网上传播火热的“量子波动速读课”更是拿“量子”大做文章,实则没有任何科学依据。那么,我们所说的量子科技究竟运用在了哪些方面呢?

想要几分钟之内讲清楚量子计算很难,即将毕业于中科大数学系的杨昊辰则巧妙地将量子计算机比喻成量子男友,那么理想男友和量子计算机哪个更难实现?量子好比女朋友的心情,经常表现出叠加、纠缠和干涉等状态。对于这一问题,经典男友像经典计算机一样花费很长时间才能处理,而掌握量子计算的男友如何处理呢?量子计算机的优势体现在哪里?

手机密码一定能被破解?科技公司创始人、沃顿商学院MBA硕士靳宇辰表示传统的加密算法目前还是较为安全,但是理论上没有不能破译的密码。加密技术和破译技术之间如何博弈?量子密钥对信息的安全性有大幅度地提升,未来量子加密技术能否为通信安全保驾护航?

科学青年靳宇辰科学青年靳宇辰科学青年杨昊辰科学青年杨昊辰科学青年白宇鹏科学青年白宇鹏

7月13日22:00东方卫视《未来中国》,中国科学院院士潘建伟、科学引荐人陈辰和科学青年团学霸张骏、包坤、杨昊辰、靳宇辰、张佳伟、白宇鹏,与你一起走进量子世界。

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