量子科技：新华社记者带你探秘

作者：  本书编写组

出版社：新华出版社 2021-07-23

简介：新华社“科技强国科普丛书”推出第二册《量子科技》，集纳新华社丰富的报道资源、多形态的传播内容，向读者详解量子、量子科技及该领域的激烈竞争，展示中国科学家在量子领域的探索发展与突出成就。在书中，读者能看到微观世界的规律和人类物理的发展前沿，惊叹于量子科技的广泛应用前景，感佩于一代代中国科学家的量子追梦之路，为中国在量子科技领域的成就感到自豪。【目录】章、什么是量子？ 量子是什么？从“微观世界规律”到人类“新物理革命” 绝了，科技圈用这些比喻看量子画说科技·量子 丨 撸明白“薛定谔的猫”画说科技·量子 丨  遇事不决，量子力学？  第二章、什么是量子科技？ 神秘的量子科技，你了解吗？量子通信　玄而不虚量子科技产业化：“无人区”里“加速跑”量子互联网会取代传统互联网吗？量子科技应用前景广泛，但还有很长的路要走 第三章、量子科技竞争 全球“量子霸权”争夺战观察量子科技为何让科技大国竞相“纠缠”？法国启动 18 亿欧元量子技术国家投资规划西班牙：量子革命再造网络安全  第四章、“墨子号”量子卫星的故事 世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射成功“墨子”号证明：“幽灵作用”相距千公里仍存在千里纠缠、星地传密、隐形传态：“墨子号”抢占量子科技创新制高点“墨子号”难任务：现实版“超时空传输”“墨子号”量子卫星成功实现洲际量子密钥分发从 32 厘米到 4600 公里！中国构建全球首个星地量子通信网“墨子号”首次太空实验：尝试结合量子力学与广义相对论“墨子号”卫星亮绝技 量子通信概念脉动 第五章、中国量子科学家的故事 实现里程碑式突破！中国量子计算原型机“九章”问世探“微观世界”，抓“关键变量”：中国科学家与量子“纠缠”的故事“量子 U 盘”“祖冲之号”……中国科学家冲刺量子科技“量子追梦人”潘建伟郭国平：为中国“量子算力”奋斗突破 500 公里！我国科学家创造现场光纤量子通信新世界纪录【免费在线读】量子是什么？根据量子理论，量子是小的、不可再分割的能量单位。我们中学物理书上提到的分子、原子、电子，其实都是量子的不同形式。可以说，我们的世界由量子组成，我们每个人都是“24K”纯量子产品。在我们日常生活的宏观世界里，物体的位置、速度等，都可以通过经典力学精确测算。但在微观量子世界里，却有着截然不同的奇妙物理规则，有代表性的是“叠加”与“纠缠”。在宏观世界，任何物体在某一时刻都有确定的状态和位置。但在微观世界，量子却同时处于多种状态和多个位置的“叠加”。物理学家薛定谔曾用一只猫比喻量子叠加：箱子里有一只猫，在宏观世界中它要么是活的，要么是死的。但在量子世界中，它可以同时处于生和死两种状态的叠加。如果用一个人来比喻，他不仅同时处于生和死两种状态的叠加，还可以同时身处多个地点，比如既在北京又在上海。更难以想象的是，量子的状态还经不起“看”：如果你去测量，它就会从多个状态、多个位置，变成一个确定的状态和位置了。也就是说，如果你打开“薛定谔的箱子”，猫的叠加态就会消失，你会看到一只活猫或一只死猫。而“量子人”的“分身术”也会消失，他会出现在北京或上海。叠加已经很奇妙，但当两个量子“纠缠”在一起，那种奇怪连爱因斯坦都难以接受。根据量子理论，如果两个量子之间形成“纠缠态”，那么无论相隔多远，当一个量子的状态发生变化，另一个也会“瞬间”发生相应变化。爱因斯坦曾把这一现象称作“鬼魅般的超距作用”。 量子理论诞生一百多年来，国际学界运用多种实验和数学方法检验均发现，量子的奇妙特性客观存在。“量子力学是一个神秘的、令人捉摸不透的学科，我们谁都谈不上真正理解，只是知道怎样去运用它。”美国物理学家、诺贝尔奖获得者穆雷·盖尔曼曾这样说。“量子理论的出现，在上世纪引发次量子革命，催生了现代信息技术。”中科院院士、中国科学技术大学常务副校长潘建伟介绍，基于量子理论，核能、激光、半导体等科技得以问世，进而发展出计算机、互联网、手机等重大应用。进入21世纪，量子领域的新发现、新理论、新技术密集涌现，预示着“第二次量子革命”已进入加速期、起跑期。“第二次量子革命的战鼓已敲响！”英国《自然》杂志评论说。“次量子革命，人们只问量子理论能让我们做什么，不去问为什么，是被动的观测与应用。”中科院院士、中科院量子信息重点实验室主任郭光灿说，第二次量子革命则是主动利用量子特性，开发出量子通信、量子计算和量子精密测量等创新应用。这些应用的革命性在哪里？简单来说，量子通信可以在理论上做到通信的保密，量子计算可以令人类的运算能力实现指数级增长，比如传统计算机需要数万年才能破解的复杂密码，量子计算机几秒钟内就能破解。传统测量技术小只能探测到微米量级，而量子测量可以进一步精细千倍、万倍达到原子量级。