《量子科技:新华社记者带你探秘》

2021-09-28 17:03:40 来源: 新华出版社

 

量子是什么?量子科技,你了解吗?

你撸明白“薛定谔的猫”了吗?

“超时空传输”在现实中能够实现吗?

跟随新华社报道,探秘量子的世界

 

《量子科技:新华社记者带你探秘》

《量子科技:新华社记者带你探秘》编委会 编著

新华出版社 2021年8月

ISBN:978-7-5166-5960-1

定价:32.50元

 

作者简介:

新华社记者忠实记录我国重大科技创新进展,深度挖掘科技背后的新闻,综合运用文字、图片、音视频、动漫、H5、VR、创意海报、数据图表、动新闻等形式,采写了一批权威、生动的全媒体报道。新华出版社以此为基础,以一项重大科研成果为一个选题,精心打造“科技强国科普丛书”,以期将深奥的科学问题通过人们喜闻乐见的方式呈现出来,满足不同年龄段读者的阅读需求。

 

内容简介:

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。

 

 

 

精彩试读:

量子是什么?根据量子理论,量子是最小的、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,最有代表性的是“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,在上世纪引发第一次量子革命,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。

“第一次量子革命,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绝对保密,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。传统测量技术最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。

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