量子技术将深刻影响人类日常生活

2026-02-24 20:57:56

去年底,IBM公司推出两款新型量子计算机——“夜鹰”与“潜鸟”;与此同时,丹麦宣布将打造“全球最强大的商用量子计算机”。这些消息是量子技术从实验室走向现实世界的最新进展。

量子技术,根植于量子力学。在这一领域,昔日被视为玄奥理论的奇观,如今已化为创新引擎,催生以全新方式处理信息的计算机、以前所未有精度测量世界的传感器,以及几乎牢不可破的通信网络。

极小尺度中蕴藏着无限可能。如今,量子技术正悄然渗入工业、安全乃至人们日常生活的诸多方面。澳大利亚《对话》杂志网站在近日的报道中,盘点了量子技术即将深刻影响人类日常生活的五种方式。

促进医药研究与材料发现

一位药学家面对成千上万种分子组合,试图为绝症寻找解药;一位材料学家遍试原子配比,只为造出更轻更强的电池合金。传统超级计算机虽可筛选,但终有局限。

轮到量子计算机登台表演。它不同于经典比特非0即1,量子比特可为0、1以及两者的叠加态,如“薛定谔的猫”,生死未卜,万象并存。借此,量子计算机能并行探索海量可能性,洞悉经典系统难以企及的规律。

在医药领域,这意味着更快发现新药,更快应对疫情;在材料科学领域,则有望催生高效能源材料、超强催化剂,乃至颠覆性的聚合物。所谓“工欲善其事,必先利其器”,量子模拟正是那把开启未来之门的钥匙。

尽管全功能量子计算机仍在路上,但“量子+经典”混合模式已初露锋芒。

量子传感器“明察秋毫”

量子传感器,借量子叠加与纠缠之力,可探测微弱到近乎无形的变化,如地磁的轻颤、重力的波动、空气中亿万分之一的污染物。

在导航领域,这些量子传感器无需依赖GPS,仅凭地球磁场与重力场的细微差异,即可引导潜艇深潜、飞机穿云,真正实现“运筹帷幄之中,决胜千里之外”。

在医疗领域,量子成像技术或可无创捕捉脑神经活动、早期肿瘤信号,提升诊断能力,使导致疾病的“罪魁祸首”无所遁形。

在环境监测领域,这些传感器可追踪地表下的微妙变化,提供地震活动的早期预警,或以卓越的精度检测空气和水中的微量污染物。

优化物流与金融

现代社会如同一张巨网:电网调度、航班安排、物流配送、金融交易……每一环都牵一发而动全身。即便最强超算,面对数十亿种组合,也常“望洋兴叹”。

量子算法却能提纲挈领,利用量子并行优势,在纷繁选项中迅速锁定最优解。

未来,在量子技术的加持下,物流公司可实时调整路线,避开拥堵与风雨;航空公司能自动重构航班,阻断连锁延误;能源系统可精准匹配风能、光能的波动与用电高峰;金融机构则能并行推演多种市场情景。

超安全通信

网络安全,关乎国本民生。然而,现有加密体系正面临量子计算机的“降维打击”,一旦破解,互联网安全将如沙塔倾覆。

然而,危局之中,亦藏转机。量子通信,尤以“量子密钥分发”(QKD)为代表,提供了本质安全的解决方案,任何窃听行为都会扰动量子态,立即暴露踪迹,从而提供安全的加密通信。

量子加密可保障从金融交易到个人健康记录,从政府机密到个人隐私的安全。对于国家安全机构来说,量子加密已成为战略重点。对普通人而言,这意味着更可信的身份认证、更低的网络诈骗风险。

助推人工智能“跃迁”

人工智能(AI)正重塑世界,却受限于算力瓶颈。训练大模型耗时耗能,处理复杂系统力有不逮。

量子计算或将打破桎梏。通过加速机器学习、优化神经网络结构、模拟复杂系统,它有望让AI理解更深层语境,处理更庞大数据库。

试想你的语音助手不再机械应答,而能与你“心有灵犀一点通”;医疗AI能整合基因组与环境数据,为你量身定制治疗方案;科学研究也能借量子模拟快速推进。

量子技术赋能并携手AI,或将成为智能时代的关键一跃。

量子技术,早已不是纸上谈兵。全球数十亿美元投入,各国竞相布局,实验室原型不断走出象牙塔接受测试。政府视其为战略高地,企业视其为制胜利器。其影响所及,远不止科技本身,更将重塑教育、劳动力、基础设施与治理体系。(记者 刘 霞)

(来源:科技日报)


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