量子力学

Search documents
全球首款!量产
Shang Hai Zheng Quan Bao· 2025-10-12 15:08
记者从安徽省量子信息工程技术研究中心获悉,10月10日,全球首款四通道超低噪声半导体单光子探测 器(以下简称"单光子探测器")在合肥量产落地。 据了解,单光子探测器可以比作具备超凡视力的"眼睛",能精准捕捉和识别单个光子,是量子密钥分 发、荧光寿命成像、激光雷达等系统的核心组件。 该设备在探测效率、暗噪声水平、集成度等多项关键指标刷新世界纪录,标志着我国单光子探测技术进 入领跑阶段,可为量子通信、单光子雷达、生物荧光成像、深空激光测距、单光子成像等应用提供自主 可控、性能领先的核心组件。 从"灵敏的光眼"到"火眼金睛" 据介绍,量子科技头部上市公司国盾量子是该款单光子探测器设备的研发单位之一。目前,国际上仅有 单通道的同类工程化产品,在复杂探测场景下需多台设备协同,传统制冷工艺也限制了探测能力的提 升。 "这些短板是制约量子信息产业规模化落地的关键瓶颈。设备研发难点在于如何在一个拳头大小的制冷 器上实现低温、低噪声、多通道。"国盾量子单光子探测器负责人方余强告诉上证报记者。 在中国科学技术大学和中国科学院量子信息与量子科技创新研究院的专利与技术许可基础上,研发团队 经过三年多的努力,攻克了热声制冷机小型化、制 ...
宇宙中有黑洞,还有白洞吗?
Ren Min Ri Bao· 2025-10-12 10:02
著名科幻作家刘慈欣在小说《诗云》中曾描写过"微型白洞",让很多人浮想联翩。想象一下,宇宙 中有这样的天体,像一座永不枯竭的"喷泉",不断向外喷射光和物质,任何物体一旦接近它,就会被猛 烈"推开"。 这就是理论中的白洞。 要认识白洞,还得从它的"孪生兄弟"黑洞讲起。 20世纪初,物理学家卡尔·史瓦西解出了爱因斯坦广义相对论的一个精确解,这个数学结果预言: 如果一个天体的质量被压缩到某个临界半径(后来称为"史瓦西半径")内,它周围的时空将变得极度弯 曲,形成一个连光也无法逃逸的区域。这个区域就是黑洞。 黑洞不断吞噬物质,是有进无出的"宇宙深渊";而如果把时间倒放,它就变成了不断喷发物质的白 洞。更令人惊奇的是,有些理论认为,黑洞和白洞之间可能由一种叫"虫洞"的时空隧道相连。假如一个 粒子从黑洞掉进去,穿过虫洞,就有可能从白洞喷出来——实现真正意义上的"星际穿越"。 理论成立,但现实中白洞真的存在吗? 迄今为止,还没有任何观测证据表明白洞真实存在。部分科学家认为,白洞缺乏合理的形成机制 ——黑洞由大质量恒星坍缩形成,即使时间倒流,也只会回到坍缩前的恒星,而非形成白洞。 然而,黑洞的存在曾一度饱受质疑,就连爱因斯坦也 ...
宇宙中有黑洞,还有白洞吗?(唠“科”)
Ren Min Wang· 2025-10-10 22:11
这就是理论中的白洞。 要认识白洞,还得从它的"孪生兄弟"黑洞讲起。 20世纪初,物理学家卡尔·史瓦西解出了爱因斯坦广义相对论的一个精确解,这个数学结果预言:如果 一个天体的质量被压缩到某个临界半径(后来称为"史瓦西半径")内,它周围的时空将变得极度弯曲,形 成一个连光也无法逃逸的区域。这个区域就是黑洞。 然而,黑洞的存在曾一度饱受质疑,就连爱因斯坦也认为它只是数学上的假想产物,并非真实存在。 直到1971年,天文观测显示,天鹅座X—1双星系统中伴随蓝超巨星的不可见天体极有可能是一个黑 洞。之后越来越多的观测证据显示,黑洞广泛存在于星系中心和大质量恒星残骸中。2019年,M87星系 中心超大质量黑洞的照片发布,我们得以"看见"黑洞。最近,这个黑洞又有了新照片。 如果把黑洞比作宇宙中的"无底洞",任何靠近它的物质都会被吞没,连光也无法逃脱,那么白洞恰恰相 反:它不允许任何东西进入,只负责向外"吐"出物质和能量。 杨 科 著名科幻作家刘慈欣在小说《诗云》中曾描写过"微型白洞",让很多人浮想联翩。想象一下,宇宙中有 这样的天体,像一座永不枯竭的"喷泉",不断向外喷射光和物质,任何物体一旦接近它,就会被猛 烈"推开"。 ...
小球穿墙而过,诺奖看见“量子革命”
2 1 Shi Ji Jing Ji Bao Dao· 2025-10-10 07:56
为"普适量子论"的天平再压下有力量的一格。 当小球以单个粒子形态存在时,这一看似不可能的现象成为可能,它就是"量子隧穿", 是一种量子力 学现象。 量子力学通常用来解释微观世界现象,如单个粒子、原子或电子的行为。当系统变得越来越大,粒子越 来越多时,量子效应就会被各种相互作用破坏掉,变得几乎看不见。 例如,一个由众多分子组成的小球不会表现出量子力学效应,球每次都会撞到墙上反弹,这就是人们熟 悉的宏观世界。 想象一下,有一颗小球,放在被墙分隔为左右两侧的房间里。按常理,它们只能在自己这一侧滚动,除 非有人在墙中开一个洞。但小球忽然无声无息地出现在墙的另一边:没有门、没有钥匙,墙也完好无 损,小球却完成了过墙。 让量子现象肉眼可见 今年获得诺贝尔物理学奖的三位物理学家约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·德沃雷(Michel H. Devoret)和约翰·马丁尼斯(John M. Martinis)就在实验中证明,量子隧穿并不只属于微观世界,也可 以出现在由无数粒子组成的宏观尺度系统中。即特定条件下,原本只在微观世界中存在的量子现象,在 宏观尺度上展现了出来。 (约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷和约翰·马丁 ...
2025年诺贝尔物理学奖发得合理吗?
Hu Xiu· 2025-10-10 03:48
不过,业内一些讨论认为,今年诺奖似乎"发早了",因为实用超导量子计算机仍未落地;还有一些声音认为获奖人选不合理。本文作者将从 量子效应在宏观尺度的探索与发现,谈本次诺奖成就的意义并回答上述疑问。 本文来自微信公众号:返朴 (ID:fanpu2019),作者:无邪,头图来自:视觉中国 自量子力学诞生以来,关于量子世界与经典世界的边界在哪就一直是一个充满争议的问题。著名的"薛定谔的猫"思想实验,就是在思考这个 问题时提出来的。薛定谔的猫是一个比较极端的案例,它直接将量子力学的基本假定——波函数应用到日常生活可见可闻的宏观尺度,并得 出一个非常诡异的结论:在那个神秘的盒子里,有那么一只既死又活的猫!尽管物理上允许我们构造出一个测量,它的本征态是死猫与活猫 的叠加态,但现实世界似乎是存在禁忌的——我们只可能要么看到死猫,要么看到活猫。 很明显,将量子力学效应直接一步到位拉到宏观尺度会产生非常反直觉、违背常识的问题,所以接下来的问题是:如果我们确定量子力学无 法应用于我们日常可见的宏观尺度,那它到底在什么尺度上会失效呢?有这样一个明确的边界吗?有的话它在哪?如果没有,这中间又是如 何过渡的呢? 物理学家一直在追寻这些问 ...
假期24亿人次跨区域流动,新基金发售迎小高潮 | 财经日日评
吴晓波频道· 2025-10-10 00:20
商务合作▲点击图片 国庆中秋假期24亿人次跨区域流动 10月8日消息,交通运输部信息显示,10月1日至8日(中秋国庆假期),累计全社会跨区域人员流动量预计24.32亿人次,日均3.04亿人次,同 比增长6.2%,创历史新高。从出行目的地看,京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等城市群以及西安、长沙、武汉等都市圈客流集中。 多家在线旅游平台发布的报告显示,假期旅游热度的预订人次和客单价均同比增长。飞猪的报告显示,今年国庆中秋假期,酒店、线路游、门票 等商品人均预订量同比提升 4.6%;假期出行的客单价同比提升14.6%。去哪儿旅行大数据显示,国内游方面,热门城市酒店预订量同比增幅超 过两成,出境游方面,热门目的地出境机票预订量同比增幅超三成。(综合人民日报) |点评| 今年国庆中秋通过假节日前后请假的方式,即可拼凑出长达半个月的假期。长时间的假期显著提升了居民出行意愿,特别是在出境游 方面, "全球围观中国放假"登上热搜。然而,跨市、跨省出游的居民占比有所减少,选择周边城市自驾出行的居民占比增多。出国体验不一样 的生活与注重性价比、情绪价值的短途旅行,成为这个国庆中秋假期居民出行的两大特征。 从整体上看,居民出行 ...
印媒:量子力学正处于关键转折点
Huan Qiu Shi Bao· 2025-10-09 23:06
然而近年来,该奖项越来越多地认可处于基础物理学与变革性技术交叉点的工作。去年,诺贝尔物理学 奖被授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿,以表彰他们在人工神经网络方面的基础工作,标志着这一转 变。今年的奖项延续了这一趋势。获奖者们并未发现新的基本粒子或力,而是展示了已知的量子原理如 何在未来工程系统中得以体现。 这种演变反映了物理学本身更广泛的变革。21世纪以来,物理学日益与新兴技术紧密结合,纯粹物理学 与应用物理学之间的界限已变得模糊。如今的基础研究常由技术可能性驱动,而技术突破也往往源于深 刻的理论见解。 2025年是国际量子科学与技术年,标志着现代量子力学发展已过一个世纪。该领域已到达一个关键的转 折点。量子计算机尽管仍有局限,但已开始解决传统机器无法企及的问题。量子传感器有望在各种测量 中实现前所未有的精度。量子密码学提供了理论上不可破解的安全性。 这些发展均可追溯至今年诺贝尔奖所表彰的工作。通过展示量子行为可以被工程设计而不仅仅是观察, 克拉克、德沃雷特和马丁尼斯协助量子力学从自然理论转变为新技术的工具包。量子模拟可能会加速新 药物的发现,金融建模可能融入传统计算机无法执行的量子算法,材料科学可能发生变革 ...
诺奖得主,也曾在大厂输了理想
36氪· 2025-10-09 13:35
Core Viewpoint - The 2025 Nobel Prize in Physics was awarded for advancements in quantum mechanics, showcasing how quantum phenomena can be observed in the macroscopic world, particularly through the work of a team from 40 years ago [6][9]. Group 1: Award Winners and Their Contributions - The award winners include John M. Martinis, Michel H. Devoret, and John Clarke, who formed a "dream team" that combined the expertise of a mentor, postdoctoral researcher, and doctoral student [7][8]. - Their experiments with superconducting electronic circuits revealed the operations of quantum physics on a macroscopic scale, demonstrating phenomena such as quantum tunneling [9][26]. Group 2: Quantum Mechanics Applications - Quantum mechanics underpins many modern technologies, including transistors and semiconductor chips, and the discoveries made by the award winners are foundational for next-generation quantum technologies like quantum cryptography and quantum computers [9][30]. - The research led to the development of "artificial atoms" as prototypes for quantum devices, which can process information by manipulating energy [30]. Group 3: John M. Martinis's Career and Achievements - John M. Martinis is recognized for his focus on practical applications of quantum physics, having led Google's quantum computing team and achieved "quantum supremacy" with the Sycamore processor [10][33]. - The Sycamore processor completed a task in approximately 200 seconds that would take a classical supercomputer 10,000 years, marking a significant milestone in quantum computing [35][36]. Group 4: Departure from Google and Future Aspirations - Martinis left Google after internal conflicts regarding project focus and direction, seeking to pursue his vision of building a commercially viable quantum computer at a startup called SQC [43][57]. - He believes that practical quantum computers could revolutionize various fields, including chemistry and sustainable energy technologies, and is optimistic about their potential impact on the economy and society [41][42].
趣图:一年一度看不上诺贝尔奖活动开始了
程序员的那些事· 2025-10-09 08:50
网友评: @马延明 ▽ 项立刚老师是真厉害,诺贝尔评审委员会应该反思: 1、发现电磁感应现象的法拉第,为什么没有直接发明出便宜好用的家用电器? 2、 发现DNA双螺旋结构的沃森和克里克,为什么没有直接开办基因治疗医院? 3、提出深度学习理论的科学家,为什么没有直接造出物美价廉的自动驾驶汽车? 4、量子力学奖项获得者,为什么就不造半导体器件、激光、量子密码学和量子计算机? 为什么不造磁共振成像(MRI)、量子点靶向治疗、量子传感器等产品? 5、.....太多的为什么只有理论,没有直接产品? 项立刚老师肯定能在不使用基础科学的基础上,造出造福全人类的新型技术性产品。 收 走 2 ◆蜘蛛 :有网友总结得很到位:一年一度看不上诺贝尔奖的活动又开始了。 国 区 巴 白 28 25-10-8 13:36 来自江苏 往期趣图 (点击下方图片可跳转阅读) 趣图: 一句话让程序员立马翻脸 扎心了老铁 趣图:学完这门语言后,没想到竟然 接手了母亲大人的项目 趣图: 这真的是 feature ...
“提前”到来的认可 对量子力学奠基性工作的肯定
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-09 08:40
"这3位科学家获得诺贝尔物理学奖实至名归。"湖南师范大学物理与电子科学学院教授彭智慧说,他们 的研究证实,即使在宏观尺度的超导电路中,也能直接观测到量子隧穿效应。这一发现打破了"量子行 为仅存在于微观世界"的旧有认知,为量子技术的实际应用开辟出关键路径。 范桁认为,他们所发现的、基于宏观超导约瑟夫森结的量子效应,构成了当今超导量子计算的物理基 础。目前,超导量子计算发展迅速,无论在可扩展性还是稳定性方面都展现出巨大潜力,而这三位获奖 科学家,正是这一领域的重要奠基人。 其中,约翰·克拉克和米歇尔·德沃雷曾获得我国颁发的2021年度墨子量子奖。"给这两位颁发墨子量子 奖,主要是表彰他们作为领军人物开创了超导量子电路。"中国科学技术大学教授、墨子量子科技基金 会秘书长陆朝阳说。 陆朝阳介绍,约翰·克拉克在超导和超导电子学方面作出了重大贡献,特别是在超导量子干涉器件的开 发和应用领域。他的研究团队首次观测到介观系统中能级的量子化,并在实验上证实了就像原子一样, 单个约瑟夫森结也具有分立的能级。而米歇尔·德沃雷在利用超导电路来实现量子信息处理方面作出了 重要贡献。 得知诺奖授予量子力学领域的研究者,中国科学院物理研究 ...