手机、电脑、互联网——这些习以为常的现代生活,底层原理都源于一百多年前那个“离经叛道”的量子理论。它不仅颠覆了经典物理学的观念,还为人类打开了一个全新的科学世界。从微观粒子的奇特行为到宏观技术的广泛应用,量子科技如同一把钥匙,解锁了许多曾经被认为是无解的难题。如今,我们正站在量子科技跨越式发展的关键窗口期,各国科研机构和科技企业纷纷加大投入,试图抢占这一前沿领域的制高点,量子科技正在成为衡量一个国家科技创新实力的重要指标。
“十五五”规划纲要将量子科技明确纳入强化国家战略科技力量和未来产业首要布局方向,明确推动其成为新的经济增长点。随着政策的持续加码,资本、人才和技术资源正加速向量子领域汇聚,为突破关键技术瓶颈提供了坚实保障。
2026年4月14日,又一个世界量子日。我们一起看看,量子科技从哪里来,到哪里去,以及正在做什么。
一、百年量子简史:从“看不懂”到“离不开”
量子力学,常被误解为玄学或远离生活。但事实上,它是对微观世界最精准的描述。从爱因斯坦“上帝不掷骰子”的世纪论战,到如今飞入千家万户的技术应用,量子无处不在。

量子力学的百年征程,始于1900年那个意义深远的萌芽。彼时,马克斯·普朗克在对黑体辐射的探索中,提出了颠覆经典物理观念的“量子”概念,宣示了微观世界不连续性的存在,正式开启了量子力学这门全新科学的大门。随后,1905年成为了一个至关重要的奇点,阿尔伯特·爱因斯坦创造性地提出光量子假说,成功地解释了光电效应这一关键现象,这一理论突破不仅巩固了量子思想的根基,更在日后直接催生了太阳能电池等变革性技术的构想。
时至1925年至1927年间,这门学科迎来了激动人心的奠基时代。以维尔纳·海森堡、埃尔温·薛定谔和保罗·狄拉克为代表的物理学家们,分别构建了深刻而优雅的矩阵力学和波动力学体系。其中,薛定谔方程的确立,被誉为描述微观粒子运动的“基本定律”,与此同时,海森堡提出的“不确定性原理”也震撼问世,从根本上重塑了人类对自然规律的理解方式。然而,理论的完备性在1935年迎来了严峻的挑战,爱因斯坦与波多尔斯基、罗森共同提出了著名的EPR佯谬,以此质疑量子力学描述的完备性,使得“幽灵般的超距作用”——即后来被深入研究的量子纠缠现象——成为物理学界旷日持久争论的焦点。
理论探索的同时,应用曙光已然显现。1947年,量子理论结出了第一颗丰硕的应用果实——晶体管的诞生。这一发明引发了席卷全球的电子技术革命,并奠定了现代信息社会赖以存在和发展的基石。
为检验量子纠缠这一核心概念的物理真实性,1964年迎来了关键的理论验证工具,约翰·贝尔创造性地提出了贝尔不等式,为在实验上区分经典与量子关联提供了至关重要的判别方法。进入充满活力的1980年代至1990年代,随着量子霍尔效应等一系列重大发现的涌现,人类在微观操控领域取得了飞跃,开始能够主动地操控单个量子系统。正是在这一时期,面向未来的量子计算与量子通信等颠覆性概念被正式提出并展开了初步探索。
步入 21 世纪第二个十年至今,量子科技迎来了波澜壮阔的爆发期。多款量子计算原型机在特定任务上展现出远超经典计算机的潜力,标志着量子科技正迈入波澜壮阔的第二次革命浪潮。在过去的2025年,国际社会以一场盛大的百年致敬来铭记这一历程——联合国设立“国际量子科学与技术年”,以回顾这门深刻改变人类文明的科学百年辉煌,并展望其将引领我们前往的未来。
二、着眼身边:拥抱量子未来
“量子科技这么高深,和日常生活有什么关系?”
其实关系巨大。正如经典物理催生了第一次、第二次工业革命,量子科技正在催生“第二次量子革命”。
1.第一次量子革命(“量一代”)带来了:
🔦激光技术。它不仅促成了光纤通信的实现,极大地提升了信息传输的速度与容量,还在医疗美容领域实现了精准治疗与微创操作,同时在日常生活中的超市扫码枪等设备中,提供了高效便捷的数据识别方式。
💡晶体管的发展。作为微电子技术的核心,它直接推动了智能手机、个人电脑等现代电子设备的普及,并构成了从家用电器到超级计算机在内的所有芯片的基础,形成了现代数字社会的技术支撑。
🩺核磁共振技术的应用。它演化为医院里广泛使用的MRI检查,提供了无创、高清晰度的身体内部结构成像,极大地促进了医学诊断与研究的进步。
📱LED(发光二极管)的出现。它不仅催生了高效节能的照明产品如节能灯,还作为屏幕背光技术提升了各类显示屏的视觉效果,并应用在激光笔等工具中,实现了精细指向和演示功能。
☀️太阳能电池的普及。通过光伏发电技术将太阳能直接转换为电能,不仅为地面能源结构提供了清洁补充,还为卫星等航天设备提供了可靠的长期供电方案,扩展了人类利用能源的范围。
2.第二次量子革命(“量二代”)正在带来:
🖥️量子计算机的研发。它有望利用量子叠加与纠缠特性,实现远超经典计算机的运算能力,未来可能在破解复杂密码体系、优化人工智能算法的训练与推理速度等方面带来革命性突破。
🔐量子密钥分发技术。它基于量子力学原理构建通信安全体系,理论上能够实现无法被窃听或破解的加密通信,为信息安全提供了前所未有的保障。
📍量子传感器的发展。它借助极高的测量灵敏度,有望实现无需依赖GPS的地下或水下精准导航,同时可用于高精度重力探测,以及对脑磁信号进行成像,为地球物理勘探与脑科学研究提供新工具。
📏量子精密测量技术的进步。它可以制造出更精确的原子钟,从而提升全球卫星定位系统(如北斗与GPS)的定位与授时精度,同时也可应用于地质勘探等领域,实现对地球内部结构与资源的更精细探测。
所以,量子科技不是遥远的未来,而是正在发生的身边变革。不久的将来,更精准的导航、更安全的网络、更高效的电池、更有效的抗癌药……其背后可能都有量子科技的影子。
三、去年此时,我们在做什么?
2025年是联合国“国际量子科学与技术年”,量子力学诞生百年。作为联合国“国际量子年”该活动的支持伙伴,粤港澳大湾区量子科学中心去年开展了一系列活动,涵盖了学术交流、产业对接、跨境合作、人才培育与科普传播等多个维度。
学术前沿,思想碰撞:2025年“国际量子年大湾区活动周”上,薛其坤、张翔等十余位院士与全球近2000名学者齐聚,探讨量子物态、量子计算的最前沿。思想的火花在这里点燃未来之火。

图:活动周主论坛现场照片
深港携手,跨境共融:粤港澳大湾区量子科学中心香港分中心已正式揭牌,标志着深港两地的科研资源实现高效流动,共同构建国际一流量子科技协同网络。

图:香港分中心揭牌仪式照片
产业落地,工厂启幕:我国首座规模化专用光量子计算机制造工厂已在深圳南山区正式启幕,标志着我国实用化相干光量子计算机已从“实验室原理验证”阶段迈入到“工程化量产”阶段。

图:专用光量子计算机制造工厂启幕仪式
播种未来,科普进校园:贾金锋院士走进深圳市高级中学,为中学生讲述量子力学的发展历程和科学家故事。为学生打开了一扇通往科学前沿党的窗口。

图:贾金锋院士科普讲座
四、立足当下的“量子进行时”
回顾历史是为了更好地走向未来。
如果说过去百年我们是在“发现”和“理解”量子,那么现在,我们正在“驾驭”和“创造”量子。
而粤港澳大湾区量子科学中心,正站在这场科技浪潮的潮头。中心将以国家量子科技发展战略为引领,以实现量子科技高水平自立自强为根本使命,面向世界科技前沿进行前瞻性布局,为量子材料、量子计算、量子传感等颠覆性技术的发展奠定坚实科学基础。坚持前沿探索与产业应用并重、人才引育与平台建设并举、开放合作与自主创新并行,充分发挥河套深港科技创新合作区独特优势,服务“河套量子谷”建设,加快打造具有国际影响力的量子科技发展高地。




