進入神秘的量子世界
日前，中共中央政治局就量子科技研究和應用前景舉行了第二十四次集體研究，量子技術已成為社會輿論的熱門話題，這引起了關于"網絡名人"是"哪里神圣"的廣泛爭論，為什么它會受到世界的高度關注，在現實生活中的應用前景如何？"經濟日報"的一名記者帶你離量子技術更近一些。
要理解量子技術，我們必須從量子開始。什么是量子？根據量子理論，量子是物質最基本的單位，也是最基本的能量載體，是不可分割的。如果一個事物有一個最小、不可分割的基本單位，我們可以說它是量子化的，稱為最小單位量子。所有眾所周知的微觀粒子，比如分子、原子、電子、光子等等，都是量子表達的一種形式。
中國科學院物理研究所研究員曹澤賢在2020年新年科學演講中舉例說明了我們在生活中所能看到和感受到的東西，包括最小的光和能量單位。就像我們從遠處看魚一樣，看到的是一條魚，可以說是魚的數量。
中國科技大學副研究員、科普專家袁嵐峰在媒體上寫道，量子是一個數學概念，簡而言之，是"離散變化的最小單位"。"離散變化"是什么意思？袁嵐峰在這篇文章中解釋說，當我們計算人數時，可以有一兩個人，但不可能有半個人和三分之一的人。當我們走上臺階時，我們只能走一步，兩步，而不是半步或三分之一步。這些是"離散變化"。對于人數來說，一個人就是一個量子。對于上一步來說，一步就是量子。如果某物只能是離散的，我們就說它是"量化的"。
與我們所知的宏觀世界不同，我們發現量子微觀世界中的許多實驗現象與常識背道而馳，根本無法用經典物理學來解釋。例如，根據經典物理學，物體的狀態(以0和1表示)就像最簡單的二元開和關，只能在某種狀態下開或關，即0或1，就像一只貓，無論是生的還是死的，都不能同時"生或死"。
然而，這一理論并不適用于量子世界。在量子世界中，貓可以處于生與死的疊加狀態。這種所謂的量子相干疊加是量子世界與經典世界的根本區別。更令人驚訝的是，這種疊加態極其脆弱，一旦有人測量它，它就會立即從疊加態轉變為特定狀態。
美國物理學家、諾貝爾獎得主默里·蓋爾曼曾說過，量子力學是一門神秘而又難以捉摸的學科，我們沒有人真正理解它，但我們知道如何使用它。
量子通信的無條件安全
雖然聽起來很神秘，但量子技術離我們不遠。例如，信息時代、晶體管、固態硬盤驅動器、掃描電子顯微鏡等關鍵核心技術是第一代量子技術的代表成果。今天，量子科技的發展具有重大的科學意義和戰略價值，將引領新一輪科技革命和工業改革。
中國科學院物理研究所研究員范榮說，量子科學和技術主要包括三個方面：量子計算、量子保密通信和量子精確測量。其中，量子保密通信主要表現為量子密鑰分配。量子精密測量主要是利用量子效應來實現超越經典方法的精確測量，具有廣泛的應用價值。量子計算是量子科學技術的重要組成部分，也是最具挑戰性的目標。它被認為是下一代信息產業的制高點，具有十分重要的意義。這三個方面也是世界量子方案的主要組成部分。
目前，最成熟的應用是量子通信。所謂量子通信，簡而言之，就是利用量子力學的相關原理來解決信息安全通信技術的問題。其中一個著名的原理是量子糾纏。通常，一個量子系統中的一個物理量的值不能預先確定，而是取決于采用何種測量基礎；此外，對于兩個粒子在量子糾纏中的測量結果，一個粒子的測量結果將立即決定另一個粒子的狀態，不管它們之間的距離有多遠。這就是愛因斯坦所說的"幽靈般的超調"，這是量子通信的理論基礎。
