技术:量子力学有何用？潘建伟：可初步回答宇宙和人类起源

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新浪科技新闻10月29日晚，未来科学大奖颁奖仪式和未来论坛年会在北京举行。 中国科学技术大学常务副校长、中国科学院院士、年未来科学大奖物质科学奖获得者潘建伟做了主题演讲。

潘建伟认为在某种意义上量子力学和牛顿力学有相似之处和不同之处。 牛顿力学和经典的电动力学都是决策论，“预测所有现象都是决策”，但量子力学告诉世界，观测者观测这个对象会对其状态产生不利影响。 因此，人类自身的测量行为对系统的进化产生了根本的影响，量子力学首次介入了测量范畴。

潘建伟说:“概念的变化必然会带来科学技术和技术方面的进步。” 目前处于第三次产业转型，与量子力学密切相关。 例如物理检查相对论在gps和导航方面也可以利用该技术。 “所以，采用gps时，不仅仅是量子力学的技术，相对论和广义相对论的技术也用于相关现实的应用”。

量子力学会带来什么样的利益呢？

潘建伟说，根据所有的量子力学观测数据，宇宙可能来自大爆炸的起点，在大爆炸过程中中子的碰撞会产生重金属，如果有重金属，有几十亿年前的生命就有可能出现。 “所以，不仅带来新闻技术的革命，量子力学还可以初步回答宇宙和人类的起源问题”。

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这样的古典物理学经常给我们带来困惑。 其中，如果我们系统的初始状态事先明确，所有离子的未来运动状态都可以准确地预言。 比如，所有的事情，包括今天的会议，我都拿不到这个未来科学奖。 其实，早就能算出来了，很明确。 其实，个人的努力没有意义。 然后牛顿又告诉我，时间均匀流动，没有开始，没有结束，空间也均匀，无限大。 在这个过程中我们的宇宙到底有没有起源呢？ 永远是这样吗？ 你一直这样吗？ 因为我们说不知道，古典物理学本身处理了很多问题，但那也很困惑。

有趣的是，在上世纪初，随着普朗克提出量子论、统一的微观世界法则，爱因斯坦提出了相对论，告诉我时间和空间是相对的。 在此基础上，我们带来了第二次科学革命。 其中，最重要的副本是量子力学，量子力学是研究微观世界的科学规律。 其实所谓量子，就像我刚才说的，原子、分子、光子都属于量子范畴。 量子是什么呢量子是构成物质的最基本单位，是能量最基本的携带者，但有基本的特征，不可分割。 什么不能砍，比如我们喝一瓶水，最后喝成分的一四分之一，八分之一，最后变成水分子，不能用刀砍，二分之一，原来的化学不能成立。 这样构成物质世界的基本单元具有与每天的生活不同的性质。 我们的日常生活中有猫，死了或者活着两种状态。 我可以在这两种状态下加载一位新闻。 微观世界的量子力学告诉微观世界的猫，死亡和活着的状态可以重合。 除了0或1个，还可以重叠0和1状态的关联。 这是量子力学的基本原理。 死亡和活着的重合意味着什么？ 比如去法兰克服旅行，来北京获奖。 我中途睡觉，沿着哪条路回来？ 我到北京后在机场醒来了。 我又冷了。 这是什么？ 这次我在飞行中一直观察这条路线，我一半的概率是全身寒冷，从莫斯科回来，另一半的概率来自新加坡，1万次，5万次来自新加坡，5万次莫斯科，我不看就是两种状态的叠加。 量子力学什么时候会发生这种现象？ 是吗

这是为什么？这是为什么？因为这是为什么？这是为什么？这是为什么？因为这是为什么？这是为什么？这是为什么？这是为什么？ 这是因为，这是为什么？因为这是为什么？这是为什么？因为这是为什么？这是为什么？这是为什么？

已经不再是，例如，例如，例如，例如，例如，例如，例如，原子，例如，原子，原子，原子，原子，原子，航班，或者，互联网的雏形，物体。 该技术以后不仅适用于g导航，也适用于g量子，还适用于相对论，进而将相对论应用于相关现实。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

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我们至今为止对量子力学的非定性检查还没有结束，但为第二次量子革命的诞生奠定了基础。 为了便于我们理解什么，第二次量子革命是什么，我们被动观测古代的遗传学法则，种植甜瓜，种植豆子，后来知道所有遗传法则都由dna的双链结构控制，对分子结构控制分子的现状 我们的量子新闻也是如此。 古代的新闻技术是基于对量子的被动观测。 现在我们可以积极地操作量子状态，利用它创造所谓的量子新闻。 他的一些主要应用，也就是刚才丁洪教授介绍的那样，我们可以使用量子通信原理上无条件地实现安全的通信方法，量子计算可以实现超高速的计算能力，说明各种复杂系统的规则

具体来说，可以利用这个更好地处理现在新闻技术的两个瓶颈问题。 在量子通信出现之前，我们知道以前传来的新闻安全算法都取决于技术的多少和复杂性。 加密算法随着计算能力的提高，几乎可以解读，此前rra512在1999年被解读，广泛使用的算术也被Google解读，随着晶体管的尺寸接近纳米尺度，我们的量化效果占主导地位 随着接近纳米尺寸，该晶体管的电路原理不再适用，但利用所谓的量子通信，如上所述，如果你测量，其状态会发生变化，因此这是必然发现的，利用它，我可以实现不能统一的量子通信。

利用所谓的新闻传输，这里由于时间关系我只能做一个科普图，我用合肥到北京最快的方法，在北京和上海之间先享受到很多纠缠物质，我用合肥测量 我可以把很多粒子构成的物理系统的状态直接送到北京。 不传达物理系统。 当然，传递非常多复杂的物理系统需要很多年。 这本身可以用来制作分散的量子新闻。 这直接构成了量子计算的最基本操作。

所以，利用这种相干叠加的消息在互联网中行走，我们可以构建计算能力根据可操作的量子位数指数增加的数量的分解。 例如，利用量子计算机，利用数据分解的量子计算机比古典计算机，这里举一个例子，如果利用300比特数，量子计算机1秒，兆次古典计算机需要15万年。 这样的故事是大规模的数据，对人工智能也非常有用。 在1984年量子陆续提出手段后，第一个实验是1992年进行的，ibm进行的实验，大约30厘米左右，然后大家在光纤中把这个距离传输了100多公里，但所有的实验都有问题，在现实条件下，这个 窃听者可以利用很多光子窃听新闻我们可以从接收端探测器的不完整出发，利用强光攻击改变探测性的状态，完全控制探测性的测量结果，2000年，这两个事业我们如何逐一发送这两个量子密钥 到2005年，几名华裔科学家在清华大学工作，他们提出了一个方案。 在2007年，我们根据这个方案，利用所谓的(右片粗音)技术，把每一个距离扩大到100公里，然后根据(掉万音)提出的理论，我们每年首次实现了技术相关的每一个比较。 可以很好地支持我们在大都会网络中的相关应用。

所以，在这项技术的支持下，我们有每年在北京投入永久录用的系统。 今年9月，这已经在北京进行了更大范围的相关录用。 一百公斤很好。 400公斤很好。 我们真正感兴趣的是谋求全球化。 几千公里或几万公里。 这个时候，我们面临了一个难点。 第一个难点是量子新闻本身不会被复制，你测量它会发生变化，所以在光纤中传播时，信号会变弱。 400公里以后，我再也做不到了。 所以我们用了新的手段，在一千二百公里中，北京只传到了上海，我即使是每秒百亿发生率的理想光子源，这种距离的远距离展开也没有什么。 那样的话其实我们不得不考虑别的处理方案，据说能否利用所谓的卫星进行基于自由空间的量子通信。 在自由空间的外层，因为外面是真空，所以对大气，对光没有太大的吸收。 而且宇宙空间中大气本身不到5公里到10公里，如果光子穿透大气也能生存的话，也许可以用这样的手段进行全球化的量子通信。

这样在2003年提出了这样的自由空间量子通信的项目。 2004年在合肥进行了实验。 验证了光子穿透大气层后可以比较有效地保证。 也许我们可以前进。 年复一年我，上述，调调好了总之总之总之总之总之总之总之总之总之总之总之，总之，总之，总之，无论如何，总之，无论如何，无论如何，无论如何，要验证一下吗。

最后五点开始。所以。所以。所以。所以。所以。所以。所以。这是为什么。这是为什么？这是为什么？这是为什么？这是为什么？这是为什么？这是为什么？ 这是为什么？这是为什么？因为这是为什么？这是为什么？这是为什么？因为这是为什么？这是为什么？这是为什么？这是为什么？这是为什么？这是为什么？ 这是为什么？因为这是为什么？这是为什么？因为这是为什么。

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那么，最后，我想做个总结。 我很多年前读过书。 这本书于1609年给伽利略写信。 1997年第一次应该制造适合飞到神圣天空的船和帆。 三百多年过去了，我们人类第一次进入宇宙。 1969年我们第一次下月。 1997年首次实现了单一离子的传递状态。 十年后，很多人下了月球。 再过十年，量子状态就可以输送一千多公里。 也许几十年、几百年、几千年后，我们可以利用这样的手段进行这样的星际履行。 谁知道？ 当然，与此同时，牛顿的古典力学是决策论，我们用计算机本身，也是决策论。 所以他们无法解释意志的起源，人的意识问题。 以这位新科学家的观点，他说我们的大脑，通过量子力学和量子力学基础问题检查的研究，量子力学第一次处理了光测量子的意识和进化，所以通过这项研究理解量子力学和意识的产生可能有关系。 量子计算也许将来也能制造与我们大脑研究有点相关的事件。

所以，现代科学的诞生，经过几百年，其实我们已经达到了这样的境界。 我们本来就是豪无生命世界的最后，可以慢慢进化眼睛，相反地反馈到我们的光的世界。 我认为这可能是所有科学家最终的科学目标。 谢谢你。

该奖项由北极光创投创始人兼理事长邓锋、龙湖集团理事长吴亚军、中泽嘉盟投资基金理事长吴鹰、真正基金创始人徐小平等捐赠。