点击右上角
微信好友
朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

光明网讯 5月17日,理论物理学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、中国工程物理研究院研究生院创院院长孙昌璞应邀出席2026搜狐科技年度论坛,并发表《量子力学百年:从微观世界认知到宏观量子计算》主题演讲,系统梳理量子力学百年发展脉络,深入剖析量子计算的现状与挑战,并对量子技术的未来发展作出展望。
孙昌璞院士指出,物理学在20世纪的发展形成了相对论与量子力学两大支柱,二者的结合构建了现代科学物质核心的基本框架,深刻影响了生命科学、宇宙学、信息科学和环境科学等诸多学科领域。站在量子力学诞生百年的历史节点上,回顾其发展历程可清晰划分为三个关键阶段:
第一阶段从量子力学建立到上世纪30年代,主要针对单体系统展开研究,确立了动量与坐标作为满足特定对应关系算符的核心认知;第二阶段拓展至多粒子体系的相互作用研究,催生了量子场论和多体理论,引入“序参量”概念成功解释了超导等宏观量子现象;第三阶段则始于上世纪80年代提出的“三次量子化”理论,聚焦超导等多体系统涌现出的宏观自由度的量子化问题,即宏观尺度下的“薛定谔猫”态研究,2025年诺贝尔物理学奖正是授予了这一领域的开创性实验工作。

在回顾量子技术的发展历程时,孙昌璞院士将其划分为三个时代:量子技术1.0时代源于量子力学与相对论的结合,催生了核能、半导体、集成电路、激光等重大技术突破,早已深度融入人类日常生活,支撑起现代信息社会的运转;量子技术2.0时代聚焦多体量子效应的应用;而量子技术3.0时代则以宏观量子计算为核心标志。
他坦言,目前量子技术3.0时代尚未全面进入日常生活,也尚未对现有超级计算体系产生根本性影响,但这一天终将到来。
针对当前备受关注的量子计算领域,孙昌璞院士保持着清醒的判断。他表示,今天的量子计算距离真正的实用化还有较长的路要走,核心挑战在于量子相干性的脆弱性——外部环境的各种干扰会不断破坏量子相干性,使其成为量子计算的“双刃剑”。尽管目前在物理底层已能实现几十个甚至上百个物理比特,但真正用于有效计算的逻辑比特研究才刚刚起步。
令人振奋的是,最新的科学进展已为容错量子计算带来了曙光。孙昌璞院士提到,包括哈佛大学的原子阵列实验和谷歌AI的超导量子比特实验在内,表面码量子纠错研究取得了重要突破,随着码距从3增加到5再到7,量子计算的错误率呈现出明显下降趋势。
演讲中,孙昌璞院士特别强调了基础研究原创性的极端重要性。他结合自身科研经历表示,当他1991年左右进入宏观量子效应研究领域时,这项后来获得诺贝尔奖的基础工作在国际上已接近尾声,这一经历让他深刻认识到,基础科学研究必须坚持原创导向,一味跟随他人脚步永远无法取得真正的突破。
他同时指出,我国在超导量子计算领域已取得显著成就,中国科学技术大学、浙江大学等团队的研究水平处于国际前列,在去年的诺贝尔奖背景资料中,也特别提及了中国学者的早期原创性工作,包括南京大学的于扬教授等,这充分说明了原创研究的重要性。
“三次量子化的研究成果,终有一天会像当年的激光和半导体一样,深刻地影响我们的生活,推动经济社会的巨大发展。”孙昌璞院士在演讲最后表示,量子力学从微观结构认知发展到宏观量子效应,再到如今的宏观量子计算,走过了一条螺旋上升的百年道路。随着基础研究的不断深入和技术瓶颈的逐步突破,量子技术3.0时代必将全面到来,为人类文明进步注入新的强大动力。(战钊)
