《祖国》杂志杨昭文 有人认为量子科技会对人类社会产生颠覆性影响再正常不过了。量子最早由M·普朗克在1900年提出，是现代物理的重要概念。普朗克提出：像原子作为一切物质的构成单位一样，“能量子”（量子）是能量的最小单位。
通俗地说，量子就是表现出某物质或者物理量特性的最小单位！换句话说就是将物质不断分割，直至存在最小的不可分割的基本单位，那么这个物理量就是量子化的，并且我们将最小单位称之为量子。
为什么说量子科技会颠覆人类社会呢？因为量子力学本来就是颠覆人类认知的一种科学，应用了这种理论的技术也很可能会产生令人意料不到的效果。
凡事涉及到能量的领域，都是很值得科学家的关注，也是未来人类生产生活必须重视的问题。量子科技既是新的机遇也是挑战。
两个没有任何关系的量子会在不同位置出现完全相关的相同表现，这种现象称之为量子纠缠。原本物理世界认为光速是不可超越的，而量子纠缠的速度至少1万倍于光速，即有这样一种可能，在宇宙的某个地方，距离我们几万光年外存在着和你毫无关系的量子，你动他动，他动你动，也可以简单理解为游戏服务器和被控制的游戏角色之间的关系。
郑金水
郑金水团队应用量子技术研究
在许多现代技术装备中应用了量子力学原理,如太阳能发电、光刻机、核磁共振医学图像显示、核弹等。量子理论在二十世纪初由普朗克、薛定谔、爱因斯坦等科学家提出并共同建立了理论体系。量子力学主要描述物质微观结构、运动与变化规律的物理科学,量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明。
二十一世纪将是量子科技在各领域广泛应用的时代。我国已经在量子通讯、量子计算机领域取得非凡成就,走在世界前列。量子科技在医学领域研究突破俨然是全人类最为期待的课题之一。我和我的科学家们已经在这领域工作了二十年,非常荣幸有机会分享这方面的信息。
量子的魅影
进入21世纪，量子领域的新发现、新理论、新技术密集涌现，预示着第二次量子革命已进入起跑期、加速期。《自然》杂志评论认为：“第二次量子革命的战鼓已敲响！”
“第一次量子革命，人们只问量子理论能让我们做什么，不去问为什么，是被动的观测与应用。”郭光灿说，第二次量子革命则是主动利用量子特性，开发出量子通信、量子计算和量子精密测量等创新应用。
简单来说，这些应用的革命性在于——量子计算可以令人类的运算能力实现指数级增长，量子通信可以在理论上做到通信的绝对保密，量子精密测量可以将探测精度从微米级提升至“原子级”。
光照射到贵金属上,引起物质的电性质发生变化,这类光变致电的现象被称为光电效应。科学家爱因斯坦创造性解释了光电效应理论,因此荣获了1921年诺贝尔物理学奖。量子效应通常描述微观尺度下的量子化现象,大部分也是描述“能量”与“波”的量子化,如普朗克的黑体辐射、光电效应等。常见有①光电效应 ②康普顿效应③量子穿隧效应④原子能阶的量子化。
生活中人们一提到量子就觉得它离我们很远,其实它一直就在我们周遭发生,只是量子实在太细微,而被高大粗的人类忽略了。当物质到极小,如电子或比电子还小的,譬如光子等我们通称为量子,量子具有许多异于传统物理学的特质,譬如兼具有波、粒态,量子态的特性是对能量的吸收或释放是不连续的具有能阶性的,人类利用这些特性应用开发了量子科技。
量子科技的材料技术
石墨烯与纳米碳管组合装置之场发射主要机制为电子在高aspect ratio 纳米碳材中,利用量子穿隧效应(quantum tunneling),而穿隧到真空中。在发射之应用上,主要是利用沿著纳米碳管之管轴上之电场,使电子发射至真空中。由于碳管之非常高aspect ratio , 导致非常高之电场增益效应(field enhancement),使得累积表面电荷之场发射起始电压大幅降低。由于纳米碳管之微小半径,使得作用在碳管之电场变得相对大。
至此郑金水团队已实现电子的产出与输送体内的两大课题,特别是石墨烯与纳米碳管组合装置场发射技术研发成功,郑金水团队荣获国家五项医学发明专利,相关学术论文发表在期刊上。
森林里的负氧离子对人体的助益,主要是氧分子所携带的电子。绿叶释放电子是以氧分子为载体进入人体发挥效应。人工制造电子及如何输送进入人体内一直是科技界的难题。
郑金水科研团队应用石墨烯与纳米碳管装置解决了电子场发射输送的世界难题,攻克了量子科技在医学上应用的难关。该技术难度极高,纳米碳管只在一个角度发射电子才能进入体内,固定碳管角度所用辅助材料极难提取,及微纳加工工艺极为复杂,攻克了难题。
量子通讯应用两个量子系统频率一致无论多远都会产生共振吸收交换信息,这种信息交换安全,除非频率密码不被攻破。量子计算机应用量子的波粒二象性(叠加态)极大的提高算力。量子科技正在各个领域热烙研发中,郑金水团队的科研成果对其他领域研究工作者在他们的研究中或许有所帮助。
二十世纪是量子理论研究阶段,二十一世纪将是量子科技应用的时代,量子科技大幕正在缓缓展开,全球各科研团队各国家力量正在布局发力,量子科技是第四次工业革命主战场的制高点。郑金水及其团队的科学家们将在量子科技领域继续贡献力量。
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