量子,作为十大装逼话题之一,吹牛时捎上几句,效果棒棒的!不但咱民科喜欢吹,各国官科也好这口:俄罗斯量子中心测试了全球首个“量子区块链”系统;中科大量子信息重点实验室首次实现在固态系统中对三维量子纠缠态的量子存储,俗称“量子U盘”;美国罗切斯特大学研发出一种抗干扰的“量子雷达”;德国弗劳恩霍夫开发了微磁场下的“量子传感器”;荷兰将建全球首个“量子互联网”;谷歌发布全球首个72量子比特通用“量子计算机”……懵了没?
鉴于全球的过热吹捧,咱泼点冷水,先重新认识一下量子力学这位幕后英雄。
百年量子
19世纪末物理学差不多就被技术榨干了,所幸20世纪初诞生了相对论和量子力学。相对论直到今天几乎还是一块未开垦的处女地,人类这一百年的技术进步主要靠消化量子力学,只是消化方式比较单一:量子力学>新材料>应用技术。
量子力学以“新材料”方式推动技术发展,比如半导体材料导致计算机诞生。现在的材料学、化学、固体物理、核物理的理论基础都是量子力学,可见其贡献之大。
除此之外,量子理论很少(是很少)有直接应用,不然我们的生活就变得和修仙界差不多了,瞬移术、穿墙术、分身术满天飞。
如果说,人类挖掘自然规律是一场战争的话,理论物理便是正面战场。自20世纪中叶以来,人类奋战半个世纪,竟无寸功!引用剑桥大学物理学家Neil Turok的话:“自1970年代后,所有的理论工作都还没有产生一个成功的预言。”换句话说,理论物理已经原地踏步快半个世纪了!前阵子的上帝粒子和引力波验证的是上个世纪的理论。
于是,留给工程师的只有两条路,其一,正面硬杠相对论;其二,开辟量子力学的第二战场,即通过“非材料”的方式开发量子力学,也就是现在媒体们叫的“量子技术”。
显然后者更靠谱些,毕竟量子力学多少还是有些成熟的直接应用,比如原子钟、扫描隧道显微镜等。顺便开个玩笑,如果原子钟是今天发明的,按照现在的氛围,名字一定叫“量子钟”。
量子计算机、量子通信等技术的涌现,正是在量子力学领域开辟的第二战场,但这并不代表人类在与自然争斗的战场上高歌猛进,相反,它可能是人类对现存理论物理的最后一点应用开发了。
冷水泼完了,下面该浇热水了。