从灯泡到电脑——量子百年奇迹

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IBM 公司研发的Q量子电脑。(Creative Commons)
IBM 公司研发的Q量子电脑。(Creative Commons)

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探索量子物理的奇妙旅程,从点亮灯泡到电脑的飞跃,量子这个百年科学奇迹会如何塑造未来,又面临哪些挑战?

五月末,副总理王瑞杰于新加坡亚洲科技展(Asia Tech x SG)的 ATxSummit 活动开幕式上,宣布新加坡首个全国量子策略(National Quantum Strategy),由国立研究基金会(National Research Foundation)管理的“研究、创新与企业2025计划”(RIE 2025)出资2亿9550万元,在接下来五年发展量子科技。自2002年迄今,新加坡已在量子科技方面投入超过7亿元。


量子科学发展逾百年量子(quantum)的概念起源于物理学,泛指物理性质的最小理论单位,主张宇宙中所有的物理性质和交互作用都能以其独特的最小单位来测量和计算。举一个日常生活中的例子,目前本地流通的硬币最小单位是五分,商家和顾客们只能以这个最小单位及其整数倍(一、二、三倍等,没有小数位的数字)的币值来交易。在量子物理的世界中亦然,质量、能量等都有一个最小、最基础且不可分割的单位。


量子物理在科学课本上通常归类于近代物理(modern physics)的篇章中,虽说是近代物理,量子科学的发展也已有100多年的历史。相对于近代物理,古典物理(classical physics)包括在20世纪前已被发展的牛顿力学、热力学、电动力学等物理领域。古典物理在文艺复兴和工业革命的人类进程中做出了无远弗届的贡献。以测量光速而闻名的物理学家迈克耳孙(Albert Michaelson)曾指出,物理学的基本原则都已创立及证实,未来的物理工作者只能测量更精准的数字罢了,不会再有新的理论出现。

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