首页 › 科技之最

从墨子号到九章：中国量子科技突破背后，什么才是真正的"量子"?

发布者：落霞秋水 2025-12-20 10:06

从“墨子号”卫星到“九章”量子计算机，中国在量子科技领域取得的一系列瞩目成就后，“量子”成为科技领域最炙手可热的名词之一，引发广泛好奇与讨论。然而，热潮之下，理清“量子”究竟为何物，已成为一项必要而紧迫的科普工作。

“量子”一词常被误认为是一种比原子、电子更小的基本粒子。实际上，这种理解偏离了核心。对“量子”的正确认识需把握两层含义：其一，是“量子化”这一核心概念；其二，才是以量子力学为基础的科学技术。

“量子化”描述的是不连续的、离散的变化方式，犹如台阶只能逐级而上，无法停留在两级之间。此时，变化的最小单元就被称为“量子”。

在日常生活中，这类例子比比皆是：统计人数时，“一个人”就是量子；电影院对号入座，“一个座位”也是量子。这些例子清晰表明，量子完全可以是一个宏观事物。

在微观世界里，量子化现象则更为普遍与本质。例如，氢原子中电子的能量只能取一系列分立的值，称为“能级”，这正是原子光谱的起源，也是我们识别遥远恒星元素成分的基础。

又如，光是由一个个光子构成的，光电效应正是单个光子将金属中的电子击出的现象，它构成了现代手机摄像传感器的物理基石。

历史上，原苏联物理学家切连科夫甚至依靠人眼对极少数光子的超高灵敏度，发现了著名的切连科夫辐射现象。

理解“量子”的困难，不仅在于它是什么，更在于澄清它不是什么。常见的误解主要有两种，均源于对“离散变化”前提的忽视。

第一种误解，是将量子简单等同于一种计量单位。虽然量子常与计数相关，但其存在的前提必须是事物本身发生离散变化。

对于连续变化，如平地上行走的距离，可以取任意数值，此时虽有“米”作为单位，却不存在所谓的“距离量子”。将量子等同于一般物理单位，无疑过度简化了这一深刻概念。

第二种误解更为流行，即认为量子是不可分割的“基本粒子”。这种观点错误地将“离散变化”与“物质是否可分”混为一谈。实际上，一个事物能否被分割，与其在特定层面是否呈现量子化，是完全不同的问题。

例如，在“统计人数”这个层面，“一个人”是量子，但这丝毫不妨碍人在生物学上由器官、细胞等构成。同理，“铁原子”是保持铁化学性质的最小单元，即铁的“量子”，但这与铁原子本身由原子核和电子构成并不矛盾。

澄清这些误解至关重要。粒子按其结构可分为基本粒子（如电子、光子）和复合粒子（如质子、原子），但这属于另一个分类维度。

物理学注重实证，例如至今实验仍未测出电子的内部结构，因此在现有精度下视其为点粒子。这远比空谈“物质无限可分”的哲学思辨更具信息量与现实意义。

量子化现象的发现，催生了二十世纪初的物理学革命，最终建立了量子力学。如今，它与相对论共同构成了现代物理学的两大支柱。

量子力学与我们所熟悉的牛顿力学（即经典力学）关系明确：后者是前者在宏观物体低速运动条件下的优秀近似。但在描述微观世界或高速领域时，必须采用量子力学或相对论，经典力学则会失效。

这种“经典”与“量子”的划分，也延伸至技术领域。如今常说的“量子科技”，特指主要依赖于量子力学叠加、纠缠等独特原理的前沿技术，如量子计算与量子保密通信。

有趣的是，我们现在日常使用的计算机，虽其半导体、晶体管等核心技术离不开量子力学的基础支撑，却被习惯性地称为“经典计算机”。

这主要是为了与正在研发中的、利用量子比特进行信息处理的“量子计算机”相区分。后者在原理上具有解决某些特定问题（如大数分解）的潜在巨大优势。

因此，理解“量子”并非某种神秘粒子，而是“离散变化的最小单元”；知晓量子科技是以量子力学原理为基础的前沿探索；厘清量子力学与经典理论的关系，便能建立起对量子世界清晰而坚实的认知框架。

正确理解“量子”，是走出神秘主义迷雾、把握科技浪潮实质的第一步。这也正是《科学世界》等严肃科普刊物所致力于推动的工作。

通过回归科学本源，用清晰的概念破除迷思，公众方能更好地理解国家在量子信息等“新赛道”上的战略布局，真正欣赏那些尖端科技成果背后深邃而美妙的科学之光。

物理墨子量子计算理论电脑人造卫星相对论

上一篇：阿基米德：浴缸里的天才与力学之父，解锁古希腊科学传奇

下一篇：2025年高性价比折叠手机横向测评：谁是你的便携之选？

大家都在看

阿基米德：那个浴缸里裸奔的数学家，凭啥让罗马士兵都怕他？如果你以为数学家都是穿着长袍、一脸严肃的老头子，那你一定没听说过阿基米德。这位古希腊老兄，堪称历史上最“炸”的科学家——不是因为他发明了炸药，而是他的人生实在太有料了。浴缸里的惊天发现事情是这样的：国 ... 科技之最07-27
长鑫科技十年DRAM量产，给国产存储留下了怎样的商业范本？长鑫科技，这家从合肥起步的DRAM（动态随机存取存储器）企业，用了十年时间，从零做到全球第四、中国第一，即将于2026年7月27日登陆科创板。成功上市后，它不仅让合肥国资收获了百倍级账面回报，更让国内其他半导体 ... 科技之最07-27
3.3万亿！长鑫科技总市值居A股第一，中一签赚2万，幻方量化又赚麻了 7月27日，中国“存储之王”长鑫科技（688825.SH）正式登陆上交所科创板，开盘报49.5元/股，较8.66元/股的发行价大涨471.59%，市值达3.31万亿元，超越工商银行，居A股总市值第一。以开盘价计算，中一签（500股）投资 ... 科技之最07-27
值得珍藏：科技核心“五巨头”，AI赛道，半导体龙头，汽车芯片等深耕二级市场产业投研整整二十年，常年跟踪国内科技全产业链的发展脉络。如果把国内高端科技产业链看成一座完整的金字塔，有五个细分领域算得上塔尖核心支柱，业内俗称科技五巨头，分别是AI算力芯片、半导体设备、晶 ... 科技之最07-27
三星堆600余根象牙“搬新家” 独家揭秘科学守护之路央视网消息：1986年7月，三星堆遗址祭祀坑被发现，四十年来，古蜀文明的密码不断破译。近日，纪念三星堆遗址祭祀坑发现四十周年暨古象牙研究与保护学术研讨会正在四川广汉召开，其中，三星堆遗址袁家院祭祀区考古研 ... 科技之最07-26
长鑫科技科创板挂牌倒计时：国产存储全产业链5大方向核心标的深度拆解（来源：金融小博士）2026年7月23日晚，长鑫科技发布上市公告书，确认公司股票将于7月27日正式在科创板挂牌，发行价8.66元/股，对应市值约5800亿元（绿鞋前），部分机构给出中性预期市值2万亿—3万亿元。作为中国规 ... 科技之最07-26
脑科学重磅结论：孩子大脑最高效休息，睡觉只排第二多数家长一直存在一个育儿误区：孩子学习犯困、专注力下降、用脑过度时，第一反应就是让孩子睡觉、趴桌午休。但多项脑科学实验、中科院心理研究所对照研究给出颠覆性结论：睡觉并非孩子白天最高效的脑力修复方式，真 ... 科技之最07-26
阿基米德：千年罕见科学天才，成就领先世界两千年纵观人类科学发展史，牛顿奠定经典力学，爱因斯坦开创相对论时代。但早在两千多年前的古希腊，就出现了一位碾压时代的全能天才，他就是阿基米德。科学界公认：在古代所有学者中，阿基米德是唯一一位真正接轨现代科学 ... 科技之最07-26
八大无可替代金属之王盘点，硬核科技关键卡脖子材料全梳理我是十七财讯，平时咱们炒股聊赛道，总盯着芯片、AI、航天、机器人这些热门概念，但很少有人深挖支撑这些高端产业活下去的底层原材料。一台高端服务器、一枚卫星火箭、一颗先进制程芯片，看着是精密科技产物，实则离 ... 科技之最07-26
象牙塔到产业高地：华工科技二十七年完整发家史在武汉东湖之畔的中国光谷，坐落着一家脱胎于高校实验室、扎根光电子赛道二十七年的硬核科技企业 —— 华工科技产业股份有限公司（股票代码：000988）。从 1999 年由华中科技大学四家校办企业重组诞生，到 2000 年成 ... 科技之最07-26

相关文章

热门阅读

精选文章