高冷的量子物理和我们的生活有什么关系？

“事实上，在过去100年左右的时间里，量子力学和各种技术的发展彻底改变了我们的生活。”中国科技大学的陆朝阳教授告诉《科学日报》。

时钟回到三年前，当时中国在八月发射了世界上第一颗量子科学实验卫星。

几乎世界上所有最重要的媒体，如英国广播公司、纽约时报、自然和科学美国人，都报道了这一事件，并将其列为改变世界的十大科学事件之一。《华尔街日报》还报道了“沉默了一千年后，中国发誓要回到发明和创新的巅峰”。

随后，以量子卫星为代表的一系列来自中国的量子信息技术成果也直接或间接地引发了欧美投资的增加:欧洲正式启动了其旗舰量子技术项目，美国也通过了《国家量子行动法案》。

在“第二次量子革命”中占有一席之地。

今天在计算机、笔记本电脑和手机中使用的芯片的基本计算单元是晶体管，它是根据量子力学中的能带理论发明的。激光也来自量子力学。我们使用的硬盘和发光二极管都依赖于量子力学。

"但是以前的量子技术都是基于量子定律的宏观应用."刘朝阳说，近几十年来，物理学发展到了一个新阶段。即使有数十亿个光子，我们也能在实验室里精确地控制一个光子和一个原子。

这些技术催生了“第二次量子革命”的一些新技术，包括安全通信、量子计算、精密测量等技术卢朝扬说，“第一次量子革命”，由于历史原因，中国没有过多参与。但现在，“第二次量子革命”是一个非常好的机会，一个让我们从追随者和模仿者转变为领导者的机会，中国科学家已经牢牢占据了一席之地。”

在中国建设世界级的量子实验室

1996年，中国科技大学的潘剑伟刚刚去奥地利留学。

一天，潘剑伟兴奋地去找他的导师安东·塞林格，说他通过计算发现了一个有趣的理论方案。当安东完成这个计划时，他问自己是否听说过“量子隐形传态”。潘剑伟说他不知道。

由于当时互联网水平的限制和国际期刊在中国的不普及，潘剑伟在不知道Bennett等人1993年发表的相关论文的情况下，再次独立推导出量子隐形传态，这是量子信息的一个核心方案。

从抵达因斯布鲁克的第一天起，导师安东就问潘剑伟:出国留学的梦想是什么？他回答说:“中国应该建立一个世界级的量子实验室。”

时光飞逝，20多年过去了。在中国科学院、科技部、基金会委员会、教育部等部门的支持下，潘建伟的梦想正逐步走向现实。

“2002年，我们的团队只有五个人。自2006年以来，许多年轻学生被派往世界各地，在国际先进实验室学习新技术。”路朝阳说，2009年，潘剑伟先生在参加完“复兴之路”主题展后，激动地给几乎所有的留学生发了一条短信，希望我们能回国，为民族复兴尽一份力。

2011年，这些留学生基本上回到了中国。后来发生的事情是显而易见的。“我们团队的主要研究路线是从量子基础研究开始，然后进入应用基础研究，然后慢慢将一些可以直接应用和产业化的技术投入实际应用，以反馈社会和经济发展。”卢朝阳说道。

高级论文的数量迅速增加。

量子纠缠是量子通信和量子计算的基础。“在多光子纠缠领域，我们一直保持着世界领先地位。目前，我们已经实现了18个光量子的纠缠卢朝扬告诉记者，中国团队利用国际领先的多光子纠缠和干涉技术，在2017年实现了首台光学量子计算原型，在“波色采样”的具体任务上，可以超越前两台经典计算机。这是向“量子霸权”的早期基本测试迈出的一步。

“我们一直在做的不是在弯道超车，而是在直道超车。量子科学实验卫星是直道超车的好例子。”卢朝扬说，在示威开始时，一些专家会问，这种研究是否在国外进行过。很多人认为我们是在国外进行研究之后才开始研究的。

2017年，墨子实现了从北京到维也纳的7600公里量子保密通信。基于量子卫星和“北京-上海干线”，中国第一次绘制了一幅将天地融入量子通信网络的蓝图。因此，许多外国机构，包括欧洲和美国的研究机构，自愿加入合作项目。

“此外，我们还在量子计算和精确测量方面做了系统规划，利用超冷原子实现了实用的量子模拟技术。”卢朝阳告诉记者，通过使用超导量子计算来探索和解决普通量子计算机，我们的团队已经实现了12个超导量子比特的纠缠。

这是什么意思？人们可能在普通新闻中听到，IBM已经获得了50个量子位，谷歌获得了72个，但他们声称量子位的数量不能形成量子纠缠，这意味着它们不能用于真正的量子计算。

2007年，《新科学家》杂志在其特刊《中国的崛起》中提到:“中国科技大学——以及整个中国——在量子计算的世界地图上占据了一席之地。”

2012年，《自然》在其年度十大科技亮点中称，“这标志着中国在量子通信领域的崛起。十年前，一个小国现在发展成为世界强国”。此后，在2013年、2015年、2017年甚至2018年，中国量子研究团队的原创成果被评为国际重大进展:美国物理学会“2013年亮点”；英国物理学会“2015年突破”；自然“2017国际重大科学事件”...

自1998年以来，中国量子信息领域的高水平论文数量增加了80多倍。卢朝扬说，这也是新中国特别是改革开放40年科技进步的缩影。