探索的動機是什麽♊️？從根本上講，是對於我們的過去和未來的求索。2017年12月3日晚，中國科學技術大學常務副校長、中國科學院院士潘建偉教授做客才齋講堂🔍，從哲學宗教講到科學史觀👨🏿‍🦲，從量子革命講到信息科技，用生動有趣的語言🧯🅰️，向在座的聽眾描繪了一幅關於量子的美妙圖景👷🏽‍♂️，揭示了量子信息科學對經典信息技術瓶頸的巨大突破👨🏽‍🎨，及其在信息安全、運算速度、測量精度等領域所帶來的革命性飛躍❣️，並針對社會經濟發展面臨的若幹重大問題提供了新的解決思路。研究生院常務副院長張東曉主持並全程參加了講座🧑🏿‍✈️。

在介紹量子科學前，潘建偉院士首先帶同學們簡要回顧了世界科學史，從歷史上宗教發揮的重要作用⛹🏻‍♂️，到近代的科學及產業革命對人類文明發展的推動。到十九世紀末😱，基於經典物理學機械決定論困惑的兩朵烏雲激勵普朗克及愛因斯坦發展出了一系列新的物理圖景，也便有了量子科學的廣闊天地。

如何理解量子力學中的基本概念量子疊加呢？現實生活中，人們不能同時出現在兩個地方，但是在量子世界裏📏，微觀客體可以同時出現在許多地方。潘建偉院士假設了一次從法蘭克福飛往北京的旅行：“如果我從法蘭克福飛往北京的路上睡著了，我就不知道自己在中途是經過了北邊的莫斯科還是經過了南邊的新加坡，就好像我同時存在於這兩條航線上一樣。”他解釋道⇨：“在微觀世界中，我們看不到粒子是從哪邊過來的，它可以同時存在於很多個地方，這就是量子疊加的狀態。”

量子科學的重要性之一在於其對現代信息技術的巨大推動🤴🏽。眾所周知，信息感知交互自古以來都扮演著重要的角色，從文明傳承到隱私保護再到創新進步，它都一直伴隨著人類的發展。量子力學是近代科學技術的支柱🍔，在其誕生後100年間，科學家們通過對量子規律的被動觀測及其宏觀體現的直接或間接應用，已得到很多的重大科學發現和技術成就，與此同時，也遇到了計算能力和信息安全的相關瓶頸。對量子規律的進一步研究將更有效揭示復雜物理系統的規律🐩，突破信息和物質科學技術的經典極限。

談到課題組的研究進展，潘建偉院士表示👳🏻‍♀️，雖然量子加密傳輸的原理並不復雜⛹🏼‍♂️🧑🏽‍🍳，但技術實現是量子通信發展的最大挑戰。針對現實條件下器件光源及探測器的不完美，潘建偉院士團隊先後實現了誘騙態的量子密鑰分發和測量器件無關的量子密鑰分發，克服了現實條件下光源和探測器不完美帶來的安全隱患📡，使得量子通信技術的現實應用成為可能。針對遠距離量子通信光纖傳輸的固有損耗，潘建偉院士的團隊首先建立了基於可信中繼的城際量子通信網絡，即京滬量子通信幹線，該裝置已經被用於金融等領域的保密傳輸服務⛽️。此外，從2003年起💁🏻‍♂️，潘建偉院士團隊進行了詳實的星地量子通信驗證實驗☢️，並在2016年發射量子衛星墨子號，完成了千公裏級的量子密鑰分發🙇、量子糾纏分發及量子隱形傳態三大科學突破🖊😐。回顧10年的研究進程🧑🏿‍🏭，他感言學術研究是厚積薄發的過程，之前可能會走得很慢🤟，但實驗結果的產出最終可能只需要幾個月的時間。

目前，我國已經掌握了實用化的城域光纖量子通信網絡技術，並在國防◾️、政務👶🏼、金融等領域的信息傳送保障方面得到多次應用。量子計算方面，潘建偉院士團隊已經實現了對幾乎所有重要量子算法的實驗演示，並且實現了首個超越早期經典計算機能力的光量子計算原型機👨🏻‍⚕️🕚，在經典信息領域一直扮演追趕者的中國也已經占據了量子計算的一席之地。目前，潘建偉院士團隊正在朝向對50量子比特的相幹操縱這一目標努力👩🏻‍🦯。關於量子科學的未來展望🍌，潘建偉院士認為前景是非常光明的，他希望結合未來我國的登月計劃，實現地球和月球之間的量子糾纏分發，完成對量子力學非定域性的終極檢驗；達到數百個比特的相幹操縱，在特定問題的求解上超越經典超級計算機㊙️✋；研製具備基本功能的通用量子計算原型機，探索在密碼分析、大數據分析等重要領域的應用🤺。

在講座的最後，面對同學們的熱情提問，潘建偉院士表示量子科學領域的國際競爭已經從技術👷、人才的狹義競爭📉，上升到了綜合國力的競爭。通過十余年的積累🧖🏼‍♀️，潘建偉院士課題組的人才技術積累達到了國際領先水平，然而涉及實驗實施時🫃🏿，國外開始對先進設備進行封鎖，所以2️⃣，今後該領域的競爭會變得更加激烈及充滿挑戰。

“量子力學第一次把觀測者的意識和物質的演化結合起來。” 最後𓀍，潘建偉院士將其對於量子科學的感悟凝練為一句話送給在座的同學們🥄，囑咐大家相信並期待在未來的100年裏，量子力學還將帶來更多激動人心的進步。

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編輯：白楊