本报杭州10月19日讯

　　记者 王婷 通讯员 杨文婕

　　100年前不可想象的，100年后都成为了现实，那么再一个100年后呢？

　　量子，一个陌生又神秘的名字，百年前还不存在，如今却已闯入了我们的生活。今后，它又将会开启一个怎样的黄金时代？

　　自1905年爱因斯坦提出光量子假说以来，量子革命在加深人类认识自然规律的同时，也极大地推动了现代技术革命，据统计，美国的GDP中大约有30％来自量子力学相关的技术创新。

　　2004年，美国科学家弗兰克·维尔切克与戴维·格罗斯、戴维·波利茨发现了量子场中夸克渐近自由现象，构建出适用于所有物质的“万有理论”，荣获了诺贝尔物理学奖。

　　这几天，维尔切克受邀来到浙江工业大学，为大家揭开神秘的量子面貌，让我们一起跟着维尔切克捕捉生活中的量子力学之美。

　　量子就在手机中

　　“也许你们会觉得量子很难理解，但是知道吗，量子现象就是你们手中的iPhone和iPad。”维尔切克拿出手机比划着。一句话，便让人们与高科技之间的距离缩短了。

　　“构造任何固态的电子元件都需要运用量子物理学，你的iPhone手机中的每一块芯片都布满了晶体管等量子设备。此外，手机的显示屏、触摸界面、相机功能、GPS接收器等，每一项功能的研发都依赖于我们对量子物理学的理解。”

　　六七十年前，如果人们想携带电脑出门，或许需要一辆大卡车来装载，因为那时候计算机还是一个庞然大物。但随着依据量子力学设计出来的半导体器件——晶体管，大规模集成电路的出现，电脑的体积开始不断缩小，存储空间不断增大。

　　浙江工业大学老师熊宏伟补充说：“量子力学在电子设备上的应用越来越广泛，例如巨磁电阻效应，就革命性地改变了数据存贮的方式，实现了电脑和手机广泛采用的小体积、低能耗、大容量的存贮方式。”

　　据介绍，很多科学家现在已将目光集中在了量子计算机。它不仅运算速度快、存储量大、功耗低，而且体积大大缩小，一台超高速的量子计算机甚至可以直接装进上衣口袋，而它的运行速度将达到现有计算机的几百万倍。

　　如今，量子计算机正处于开发研制阶段，也许，未来的某一天，你会发现数字计算机已经因为过时而被丢进了垃圾堆，量子计算机将占据你的新生活。

　　量子胜过孙悟空

　　记得《心灵传输者》里的戴维吗？他可以使用“心灵传输术”，一瞬间就能跨越时空。

　　还有，《封神演义》中的土行孙，会突然消失，一转眼又从别的地方冒出来……

　　这些都只是科幻电影和神话中才会出现的场景。实际上，在神秘的量子世界里，就存在这样的“时空隧道”——量子态隐形传输，能够让物体实现瞬间转移。

　　量子态隐形传输的实现是依据量子信息学中的“纠缠”现象，维尔切克用《格林童话》中《两兄弟》的故事打比方，一对双胞胎兄弟，长得分不清彼此，一模一样。同时，他们也心灵相通，即便天各一方，弟弟有难，哥哥即刻得知。

　　“纠缠是一种非常奇怪的性质，两个粒子无论分开多远，对其中一个粒子操纵或者作用，必将影响另一个粒子的态。”

　　随着量子科技的发展，人类有朝一日或许可以胜过孙悟空神通广大的“筋斗云”，像电视剧、电影中的人物那样实现瞬间转移或者跨越星球，让艺术想象成为现实。

　　“如今，量子‘纠缠’成果正被应用于保密通信、量子计算机等方面，也就是说，困扰我们许久的手机泄密问题或许能够真正解决。”熊宏伟的话让人欣喜。

　　由于安全保密、超光速、远距离等独特优势，量子通信已成为“宠儿”。依靠量子“纠缠”特性而产生的“量子密钥”，是保障通信安全的终极技术手段，因为它提供了一种不可窃听、不可破译的新一代密码技术。

　　量子开启新时代

　　“量子”与“生活”，这是维尔切克强调的两个词。在他看来，无论是理论还是技术，其本质都应该是为人类服务，提升我们的生活水平。

　　一个普通人，一般是不会介意自己的手表快了半分钟还是慢了十几秒，但如果是天文台或宇航局，半分半秒的误差都是不允许的。这些机构都会使用原子钟来保持时间的精准无误，原子钟比之前所有钟表都要精确。例如一台铯原子钟，能够在2000万年之后，依然保持误差不超过1秒。

　　那么，量子力学与这些有什么关系？维尔切克解释道，原子钟是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的。由于这种电磁波非常稳定，再加上利用一系列精密的仪器进行控制，原子钟的计时就可以非常准确了。

　　量子力学不仅应用在天文、航海上，更悄无声息地融入人们的生活。

　　用于检查是否病变的核磁共振，以磁场作用于人体治疗疾病的磁疗，利用特定光波的光子激活人体代谢机能的光量子治疗……越来越多的医疗器械开始借助量子力学的“神奇力量”，为患者带来希望。

　　这次来杭，维尔切克还携夫人一同参观了艺术绘画展，与花鸟画大师何水法先生展开了一段颇为有趣的科学与艺术的对话：“科学与艺术之间也有‘共振’与‘共鸣’，我们可以利用量子影响艺术，通过图像方式展示出来，这需要我们对量子材料的理解更加艺术化。比如，现今流行的3D画，如果想真正控制三维图像就要对量子有充分的理解，通过对量子的操控，使3D画像变得更生动。”

　　“量子世界是一个神秘的国度，我很庆幸21岁时我就迷上了它。”维尔切克憧憬说，今后，以量子力学为基础的机器人，将为人类提供更加便捷、智能的服务，为人类创造出一个不一样的世界。