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量子技術(shù),將為人們打開“新世界”
發(fā)布時(shí)間:2018-10-18 08:41:13 來(lái)源:河南科技報(bào)

本報(bào)全媒體記者  呂 曉  實(shí)習(xí)生 尚株楠 文/圖

近年來(lái),隨著科技不斷進(jìn)步,量子技術(shù)已成為世界科研的一大熱點(diǎn),迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。去年,世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)誕生、“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星量子糾纏分發(fā)距離超過(guò)1200公里、世界首條千公里級(jí)量子保密通信“京滬干線”正式開通……隨著信息技術(shù)的不斷突破,量子科技走進(jìn)人們生活的腳步越來(lái)越快。

那么,究竟什么是“量子”,它將如何改變我們的生活?近日,為全方位了解量子技術(shù)的科研及應(yīng)用進(jìn)展,記者來(lái)到專業(yè)從事量子能量技術(shù)應(yīng)用研究的高科技企業(yè)——河南省天特量子醫(yī)療科技有限公司進(jìn)行了采訪。


本報(bào)社常務(wù)副社長(zhǎng)李志民(右)向河南省天特量子醫(yī)療科技有限公司首席技術(shù)專家、董事長(zhǎng)于來(lái)強(qiáng)(左)贈(zèng)送《根系中原》一書。

走進(jìn)量子技術(shù)的前世今生

“量子是什么?量子是最小的、不可再分割的能量單位。這個(gè)概念誕生于1900年,物理學(xué)家普朗克在德國(guó)物理學(xué)會(huì)上公布了他的成果,成為量子論誕生和新物理學(xué)革命宣告開始的偉大時(shí)刻?!闭劶傲孔?,河南省天特量子醫(yī)療科技有限公司總經(jīng)理于自強(qiáng)如數(shù)家珍。

于自強(qiáng)介紹,通俗地說(shuō),量子是能表現(xiàn)出某物質(zhì)或物理量特性的最小單元。分子、原子、電子,其實(shí)都是量子的不同表現(xiàn)形式。也可以說(shuō),我們的世界是由量子組成的。而我們每個(gè)人,都是“24K”純量子產(chǎn)品?!拔覀兣e手投足間,甚至是一次呼吸,就會(huì)有上萬(wàn)億個(gè)量子在移動(dòng)?!?/p>

據(jù)了解,1900年,德國(guó)著名的物理學(xué)家馬克斯·普朗克在對(duì)熱輻射的研究中第一個(gè)窺見了量子。1905年,愛因斯坦提出了“光量子假說(shuō)”。隨后,在 1925~1926年,定量描述物質(zhì)量子特性的最初理論——量子力學(xué)誕生了。

“從此,人類開始進(jìn)入量子時(shí)代。越來(lái)越多的人投入到量子力學(xué)的應(yīng)用研究中,基于量子規(guī)律的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn),這些量子技術(shù)深深地改變了人類的生活,其中最引人注目的成就就是激光技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)?!庇谧詮?qiáng)說(shuō)。

現(xiàn)代社會(huì)碩果累累的技術(shù)成就,幾乎全都與量子力學(xué)有關(guān)。你打開一個(gè)電器,導(dǎo)電性是由量子力學(xué)解釋的,電源、芯片、存儲(chǔ)器、顯示器的工作原理是基于量子力學(xué)的。走進(jìn)一個(gè)房間,鋼鐵、水泥、玻璃、塑料、纖維、橡膠的性質(zhì)是由量子力學(xué)決定的。登上飛機(jī)、輪船、汽車,燃料的燃燒過(guò)程是由量子力學(xué)決定的。研制新的化學(xué)工藝、新材料、新藥,都離不開量子力學(xué)。當(dāng)前,第二次量子革命正在到來(lái),量子科技應(yīng)用進(jìn)入了新時(shí)代。

在量子力學(xué)中,科學(xué)家聚焦的是:在單個(gè)原子或次原子粒子尺度上,物質(zhì)與能量的行為和相互作用。相較于宏觀物理世界,量子有很多奇妙特性,諸如量子疊加和量子糾纏。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授朱曉波說(shuō),在宏觀世界里,任何一個(gè)物體在某一時(shí)刻有著確定的狀態(tài)和確定的位置。但在微觀世界里,量子卻同時(shí)處于多種狀態(tài)和多個(gè)位置的“疊加”。

量子“糾纏”也很讓人“奇怪”。根據(jù)量子力學(xué)理論,如果兩個(gè)量子之間形成了“糾纏態(tài)”,那么無(wú)論相隔多遠(yuǎn),當(dāng)一個(gè)量子的狀態(tài)發(fā)生變化,另一個(gè)量子也會(huì)超光速“瞬間”發(fā)生如同心靈感應(yīng)的變化。人們利用量子的這些奇異特性開發(fā)創(chuàng)新型應(yīng)用,已經(jīng)取得了重大突破,比如量子通信和量子計(jì)算等。

新時(shí)代量子技術(shù)獲新突破

在量子技術(shù)領(lǐng)域,我國(guó)在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破。尤其是在量子信息技術(shù)領(lǐng)域非常有特色,處于全球領(lǐng)先的地位。我國(guó)量子技術(shù)離不開潘建偉。他是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星先導(dǎo)專項(xiàng)首席科學(xué)家,被稱為“量子之父”。

于自強(qiáng)告訴記者,在量子保密通信方面,我國(guó)已經(jīng)取得了一系列重大國(guó)際突破。去年8月,量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài),被《自然》審稿人譽(yù)為“本領(lǐng)域的里程碑”;同年9月,世界首條量子保密通信干線、全長(zhǎng)2000余公里的量子通信骨干網(wǎng)絡(luò)“京滬干線”正式開通。

一種好的加密技術(shù)是至關(guān)重要的。于自強(qiáng)向記者解釋,人類歷史上,每出現(xiàn)一種好的加密技術(shù),隨后總會(huì)被破解,致使當(dāng)今人們的信息安全仍遭受著很大的威脅。但量子通信在原理上能提供一種不能破解、不能竊聽的安全的信息傳輸方式,因此,大到國(guó)防、政務(wù)、金融等方面,小到銀行轉(zhuǎn)款、個(gè)人隱私保護(hù)等,都可以起到比較好的作用。

在量子計(jì)算方面。我國(guó)同樣在國(guó)際學(xué)術(shù)界是牢牢占據(jù)了一席之地,去年發(fā)布了全球首臺(tái)光量子計(jì)算的原型機(jī)。于自強(qiáng)介紹,中國(guó)的量子科學(xué)家計(jì)劃通過(guò)三到五年的努力,實(shí)現(xiàn)50個(gè)比特的相干操縱,使其計(jì)算能力在某些特定問(wèn)題求解上,媲美目前最好的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)。如果能夠操縱一百個(gè)粒子,那么在某些特定問(wèn)題的求解方面,其計(jì)算能力就可以達(dá)到目前全世界計(jì)算能力總和的100萬(wàn)倍。因此,這種非常強(qiáng)大的計(jì)算的工具可以用來(lái)解決一些傳統(tǒng)經(jīng)典計(jì)算機(jī)所解決不了的問(wèn)題,比如氣象預(yù)報(bào)、藥物設(shè)計(jì),還有一些物理材料的設(shè)計(jì)等。



一位市民在量子能量養(yǎng)生艙內(nèi)體驗(yàn)。

量子醫(yī)學(xué)開辟治療新領(lǐng)域

“21世紀(jì)科學(xué)史上人類最偉大的成就就是量子科技 ,目前量子科學(xué)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域,如通訊、計(jì)算機(jī)、激光、納米、基因工程等,20世紀(jì)90%的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者及近幾年來(lái)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者,都是在量子科學(xué)領(lǐng)域里做出了突出的貢獻(xiàn)的,而量子技術(shù)在健康領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)世界的影響將更為突出?!庇谧詮?qiáng)說(shuō)。

他安排科技人員現(xiàn)場(chǎng)做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):取來(lái)一瓶醋,分別倒入兩個(gè)透明杯中10毫升,將其中一杯醋放置在薄片狀量子超能共振器上1秒鐘,然后讓記者品嘗。記者品嘗后發(fā)現(xiàn),經(jīng)量子超能共振器處理的醋,酸味明顯減弱。隨后,工作人員拿來(lái)56度的白酒,進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)。記者品嘗后再度發(fā)現(xiàn),經(jīng)量子超能共振器處理的白酒,口感明顯變得柔和。

1秒變口感,這是什么原因呢?“量子超能共振器并沒(méi)有改變醋和白酒的品質(zhì),只是通過(guò)量子共振,將醋和白酒中的大分子水變?yōu)樾》肿樱蛊淇诟凶兊酶岷?、更醇正。”于自?qiáng)解釋。經(jīng)過(guò)量子技術(shù)處理的醋和白酒,更利于消化分解,對(duì)人體健康非常有益。

這個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),使記者對(duì)量子保健產(chǎn)品有了初步認(rèn)識(shí)。那么,究竟什么才算是量子醫(yī)學(xué)呢?于自強(qiáng)介紹,量子科技和醫(yī)學(xué)的結(jié)合稱之為量子醫(yī)學(xué)。它是建立在量子物理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用量子力學(xué)原理來(lái)解析生物體的微弱磁場(chǎng)的變化,進(jìn)而診治人體各種疾病及調(diào)理亞健康狀態(tài)的醫(yī)學(xué)。它在醫(yī)學(xué)檢測(cè)、診斷及治療等方面應(yīng)用都非常廣泛。

于自強(qiáng)說(shuō),量子所具有的波粒二象性,使之能廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)。首先,量子具有微粒子性,最小的單位,如果把細(xì)胞比作地球,量子只有地球上一滴水大小。量子可以自由進(jìn)出細(xì)胞任何縫隙而不留下痕跡。其次,量子具有高頻能量波性,具有每秒上億次的高頻振動(dòng)能量波。量子進(jìn)入人體細(xì)胞后,帶進(jìn)去氧和養(yǎng)分,并通過(guò)共振能量波,逐漸剝離沉積在細(xì)胞膜上的各種毒垢,將其清除出細(xì)胞。因此,它能幫助人體疏通氣血經(jīng)絡(luò),調(diào)整陰陽(yáng)平衡,全面提升人的機(jī)體免疫力。

美國(guó)《科學(xué)》雜志也曾報(bào)道,量子醫(yī)學(xué)是一種不依賴任何藥物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而是利用物質(zhì)所產(chǎn)生的印記頻率所轉(zhuǎn)化的生物信息,激發(fā)人體自愈系統(tǒng)以及肌體自我修復(fù)能,從而達(dá)到安全、迅速、自然、溫和的治療疾病的效果?!傲孔俞t(yī)學(xué)以自然療法和順勢(shì)療法的方式,誘導(dǎo)人體細(xì)胞核內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生微弱磁場(chǎng),使人體自身的細(xì)胞維持一種動(dòng)態(tài)平衡?!庇谧詮?qiáng)說(shuō)。利用量子波創(chuàng)新的量子醫(yī)療技術(shù),也必將改變目前的醫(yī)療現(xiàn)狀,開辟全新的治療領(lǐng)域。


河南省天特量子醫(yī)療科技有限公司總經(jīng)理于自強(qiáng)(左)向來(lái)訪嘉賓介紹量子水處理器的功能和作用。

新農(nóng)業(yè)革命將由量子技術(shù)引發(fā)

“量子在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也將引發(fā)新的農(nóng)業(yè)革命。”于自強(qiáng)說(shuō),量子農(nóng)業(yè)也是一個(gè)全新領(lǐng)域。它不同于化學(xué)農(nóng)業(yè)和基因農(nóng)業(yè),培育方式是以遠(yuǎn)緣靶向霧培技術(shù)進(jìn)行衍生,所培育的品種無(wú)論是品質(zhì)還是增產(chǎn)幅度都優(yōu)于目前的化學(xué)農(nóng)業(yè)水平。

量子農(nóng)業(yè)講究的是對(duì)自然的修復(fù)和回歸,追求的是生態(tài)環(huán)境和天象、自然、人和的平衡一體。除了對(duì)蟲害的驅(qū)除應(yīng)用外,量子技術(shù)也被運(yùn)用到種籽處理、產(chǎn)量增進(jìn)、甜度改善、雜草管理等各個(gè)方面。據(jù)介紹,南京林業(yè)大學(xué)專家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地應(yīng)用量子能量灌溉技術(shù),經(jīng)過(guò)不斷觀察發(fā)現(xiàn),量子水對(duì)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)效果非常明顯,果實(shí)增產(chǎn)效果在20%以上。

“量子技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用前景非常廣闊。如今,量子農(nóng)業(yè)已蓄勢(shì)待發(fā),發(fā)展想象空間無(wú)限,市場(chǎng)應(yīng)用前景誘人?!庇谧詮?qiáng)說(shuō),如量子應(yīng)用于肥料,通過(guò)能量植入,可研發(fā)出量子生物肥、有機(jī)肥、土壤調(diào)節(jié)劑等各類產(chǎn)品;量子應(yīng)用于蔬菜種植,可實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),生產(chǎn)出量子綠色蔬菜;它應(yīng)用于糧食生產(chǎn),可實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效,為增產(chǎn)增收提供科技支撐……

對(duì)于量子農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā),河南省天特量子醫(yī)療科技有限公司也獲得了新的進(jìn)展。該公司研發(fā)出的量子水處理器,在多家種植基地應(yīng)用后,增產(chǎn)提質(zhì)效果非常明顯,受到種植戶好評(píng)。據(jù)介紹,該公司是中國(guó)科學(xué)院量子研究機(jī)構(gòu)的授權(quán)合作單位,擁有多項(xiàng)核心技術(shù)和國(guó)家專利,是量子技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的領(lǐng)軍企業(yè)。

該公司首席技術(shù)專家、董事長(zhǎng)于來(lái)強(qiáng)多年來(lái)專注于量子技術(shù)研發(fā),在量子能量植入技術(shù)及能量轉(zhuǎn)能加載艙研發(fā)上獲得了新突破。他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不斷研發(fā)創(chuàng)新,建造出了第六代量子能量轉(zhuǎn)能加載艙,目前已在全國(guó)建造了28臺(tái)能量轉(zhuǎn)能加載艙。該公司還先后研發(fā)出了量子康療椅、量子美容儀、量子光波儀等系列產(chǎn)品。

當(dāng)下社會(huì),新一輪科技革命正在飛速發(fā)展,顛覆性技術(shù)革新風(fēng)起云涌?!傲孔蛹夹g(shù)即將顛覆未來(lái),量子科技引爆產(chǎn)業(yè)革命的時(shí)代也將到來(lái),人類生活和社會(huì)生產(chǎn)都將因量子技術(shù)而改變?!庇谧詮?qiáng)說(shuō),“量子技術(shù)的廣泛應(yīng)用最終將把人類社會(huì)帶入到量子時(shí)代,實(shí)現(xiàn)更高的工作效率、更安全的數(shù)據(jù)通信,以及更方便、更健康的生活方式?!?/p>


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