“全面”进入量子时代？

中共中央政治局在16日就“量子科技研究和应用前景”举行了第二十四次集体学习。总书记在此次集体学习中强调，要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。

周末刷屏，耳熟能详却又充满神秘感的量子科技彻底火了！

新华社10月17日报道，中共中央政治局在16日就“量子科技研究和应用前景”举行了第二十四次集体学习。总书记在此次集体学习中强调，要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。

当今世界正在历经百年未有之大变革，科技创新成为其中的一个关键变量。量子科技首次于公开层面进入国家最高层关注的视野中，意味着量子科技正式上升为国家战略，成为未来我国抢占世界科技制高点的重要关注领域。

“遇事不决，量子力学。”关于这么前沿的尖端科技，你又了解多少呢？

“全面”进入量子时代？

热度会消失，但互联网记忆会永存。对于“量子”这个词，相信有一部分人会又爱又恨，除了科普、课本等正经渠道外，近两年量子之所以能在民间大火，其实离不开一些“旁门左道”的宣传，也确实让一些敬畏科学却不懂科学的人们交了不少的智商税。

比如去年“风靡”教育行业的“量子波动速度”，快到看不清书中是文字还是图片，却也能马上复述个中内容。学生以洗牌般的速度快速翻动书本，涉事教育培训机构宣称该举动能使学生在三五分钟内阅读几十万字，甚至闭着眼或者戴着眼罩，学生也能和书本发生感应。而背后的原理则是可笑的“量子波动速度”，通过开发人体潜能，让孩子的大脑跟宇宙同频，达到同频共振，从而具备与宇宙共鸣的能力。

当然，这则报道随后就被物理专家们打脸，专家指出这种训练完全缺乏科学依据，文字并不会通过翻书进入学生大脑。

然而，“量子波动速度”余热未消，“量子远程治病”又来了……

前有患心脏病的张女士花费十余万元通过济南的一家公司进行心脏病量子技术诊疗，后有辽宁的詹女士通过“把量子技术注入照片”的方式远程接骨。另外还有一大批“量子产品”，比如量子鞋垫、量子内衣、量子袜子等等，总之万物皆可量子。

不出意料的是，这些产品和服务也统统被盖上了“骗子”的印戳。而经过这些折腾，不得不说“量子”在人民心中的印象也让这些投机倒把的机构搞坏了。为了挽尊，也消除大家对量子科技的误会，咱们就看看量子科技究竟是什么？

其实自问世以来，量子科学已经经历了第一波浪潮，在上世纪，量子科学先后孕育出了原子弹、核磁共振、激光、半导体等改变历史进程的重大成果，被认为是20世纪最重要的科学发现之一。而进入21世纪后，量子科学迎来第二波浪潮，将催生出量子计算、量子通信和量子测量三大领域的变革，从而极大的改变和提升人们的通信、计算方式和能力。

量子信息是量子物理与信息技术相结合发展起来的新学科，主要包括量子通信和量子计算两个领域。量子通信主要研究量子密码、量子隐形传态、远距离量子通信的技术等等；量子计算主要研究量子计算机和适合于量子计算机的量子算法。量子信息包含三大基本原理：量子比特、量子叠加和量子纠缠。

量子比特是量子计算机的最小储存信息单位，一个量子比特可以表示0，也可以表示1，还可以表示0和1的叠加，即可以处于0和1两种状态按照任意比例的叠加。因而，量子比特包含的信息量也远超只能表示0和1的经典比特；

量子叠加是量子系统可以处在不同的量子态的叠加态上。量子力学创始人之一的薛定谔（E Schrodinger）在1935年提出了一个关于量子力学的佯谬——薛定谔的猫，其中阐述了量子力学叠加态的一个假设，即同时处于生和死两种状态的猫。在量子计算机中，叠加态是基础，这种0和1状态的任意叠加形式几乎是无限的，这也正是量子计算机与传统计算机运行速度不可同日而语的原因；

量子纠缠是当两个粒子密切相关时，无论两者相距多远，对其中一个粒子的测量立即会影响另一个粒子。量子纠缠是“量子隐态传输”的基础，即把A地的一个粒子的状态瞬间转移到B地的另一个粒子上，如同科幻电影中的“超时空传输”，但这里传输的不是粒子本身，而是粒子的状态，即传输的仅是信息。

量子科技，中国走在世界前列

量子科技的红利是巨大的，而中国也一直走在世界前列。此次高层学习不仅客观分析了我国目前在量子科技上的发展形式，也对未来更好、更全面的推进量子科技发展提出了深刻而宝贵的建议。

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量子通信

量子通信是指利用量子叠加态或量子纠缠效应等进行信息或密钥传输，基于量子力学原理保证传输安全性，主要分为量子隐形传态和量子密钥分发两类。

2016年8月升空的“墨子号”量子科学实验卫星和2017年9月开通的量子通信“京沪干线”，使我国成为世界量子通信应用的领先者。两者结合，中国成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信，也标志着中国已构建出天地一体化的广域量子通信网络雏形。

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量子计算

量子计算以量子比特为基本单元，利用量子叠加和干涉等原理，进行量子并行计算，具有传统计算机无法比拟的巨大信息携带和超强并行处理能力，能够在特定计算困难问题上提供指数级加速。中科院院长郭光灿将量子计算机定义为：一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。

量子计算也是量子科技中最具想象空间的一项技术，对现有技术具备强大的代替能力。理论上，拥有50个量子比特的量子计算机，运算能力就能超过超级计算机“天河二号”。但要成功造出量子计算机，困难也是巨大的。

目前中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟领导的团队在国际上不断刷新量子计算领域的研究成果，也创造了所有物理体系中最大量子纠缠态制备的世界记录；另一方面，郭光灿团队成果转化成立的合肥本源量子计算科技公司近年也成功研发出多款量子芯片，在量子计算机软硬件方面申请专利150项左右，并推出全球首款半导体量子芯片编程语言“量子音符（QRunes）”，成功研制出自主知识产权的量子计算机控制系统。

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量子测量

量子测量基于微观粒子系统及其量子态的精密测量，完成被测系统物理量的执行变换和信息输出，在测量精度、灵敏度和稳定性等方面比传统测量技术有明显优势，主要包括时间基准、惯性测量、重力测量、磁场测量和目标识别等方向，广泛应用于基础科研、空间探测、生物医疗、惯性制导、地质勘测、灾害防御等领域。

目前国内量子测量产业企业要属以量子精密测量为核心技术的国仪量子（合肥）技术有限公司，该公司技术源于中科院院士杜江峰领导的中科大中科院微观磁共振重点实验室。其开发的脉冲式电子顺磁共振波谱仪、钻石单自旋量子精密测量谱仪等产品已在科学研究和医学研究领域进行销售，在能源探测设备研制和电力电网领域进行了合作，其中钻石单自旋量子精密测量仪已有数千万元的订单。

目前，以量子通信、量子计算和量子测量为代表的量子信息技术已经成为我国未来科学技术发展的重要领域，其中我国在量子通信上一骑绝尘，走在世界前列，然而其他两大领域中，我国还与国外科技强国存在一些差距。

但是，相信未来在注入国家意志后，随着国家不断支持和投入，我们会在量子科技整体实力上实现与国际先进并跑，甚至领跑。

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