当前世界量子科学技术的发展与应用前景

【关键词】量子科学  量子技术  量子理论  量子通信

【中图分类号】O413                            【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.07.011

随着量子科学在量子计算、量子通信、量子网络、量子仿真等领域不断实现新突破，量子技术革命受到越来越多的关注。近年来，量子技术方兴未艾，量子技术催生的技术变革和装备发展不断改变世界面貌，逐步成为经济社会跨越发展的基石和动力。

量子、量子论与量子力学

大千世界由物质组成，而物质由基本粒子构成，电子、原子、质子和中子等粒子是构成宏观世界的最基本粒子。在量子科学的视域下，量子力学、量子通信和量子纠缠等概念和研究领域都与“量子”相互关联。那么，“量子”是一个什么概念？它与构成物质的其他基本粒子是什么关系？

量子的概念和范畴。量子是现代物理的重要概念。19世纪后期，一些物理学家聚焦于黑体辐射问题的研究，发现很多物理现象无法用经典理论解释，如微观粒子的运动不能用传统宏观物体的运动规律解释。为了解释传统物理无法解释的物理现象，量子概念应运而生。

量子是一个物理概念，并不是具体的实在粒子。19世纪后期，马克斯·普朗克（Max Planck）最先发现黑体辐射的不连续性不能通过经典力学来解释，并在黑体辐射研究中引入能量量子，于1900年12月14日在德国物理学会的例会上作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。他在报告中提出，辐射（或吸收）的能量不是连续地，而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍，并将辐射频率为ν的能量的最小数值E=hν称为量子。……