量子信息：健康新思路新方法——记北京宽特量子科技有限公司首席科学家武华文

＂他坚持,因为胸膛里有颗炽热的中国心;他创新,因为科研之路还有更高的山峰。前方是他必赴的使命,身后是让他骄傲的祖国。＂ ——2010年度科学中国人年度人物颁奖词 1900年,德国物理学家普朗克提出量子论,导致了20世纪物理学的一场革命。而后的一个多世纪,量子逐渐进入到各种领域,包括信息技术领域。     

神奇的量子通信

正时至今日,究竟有没有一种绝对不可破译的保密方式,能让传送的信息绝对安全可靠?量子通信,就是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式。量子通信是利用量子力学基本原理进行信息传递的一种新型通信方式。理论上,量子通信可实现无条件安全的链路数据传输,被认为是保障未来通信安全最重要的技术手段。量子是微观物理世界中的基本单位,一个最最小的单元。量子理论主要包括量子测不准原理和量子纠缠。早在1927年,德国     

物理学领域的危机与挑战

联合国将2005年定为“国际物理年”,以纪念20世纪初量子力学的创立和爱因斯坦对20世纪物理学发展的伟大贡献。纪念这些科学巨人的伟大贡献,不禁使人想到:是19世纪末的物理学危机成就了20世纪的这些伟大发现。现在,物理学正面临新的危机。笔者自1992年以来研究一种新物理过程,涉及的问题存在于实验室工作和天体物理等多个方面。在实验室方面有:室温下电解重水可出现“超热”和(d.d)聚变;低电压下氘气辉光放电产生>～10keV-100keV的X射线和γ射线,并且也有(d.d)聚变……这些都超出了现有核物理知识范围。具有更大挑战性的是:室温电解轻水(～…     

2014年“科学突破奖”揭晓 为科学界第一巨奖

正由俄罗斯富翁Yuri Milner领衔资助的"科学突破奖"(BREAKTHROUGH PRIZES)12月13日揭晓2014年获奖名单,此次颁发的是基础物理学和生命科学两大奖项。在基础物理学方面,获奖的是英国剑桥大学的Michael B.Green和美国加州理工学院的John H.Schwarz,获奖理由是在量子引力和力的统一理论方面的贡献。二人分享300万美元奖金。     

玻恩与量子革命实践

作为20世纪量子革命的拓荒人和践行者,马克斯·玻恩不仅创建了孕育这场科学革命的哥廷根物理学派,而且以自己多项具体的卓越成就贡献于量子力学的创立和发展。然而,他诸多重要科学贡献却被同行们忽视了几近30年。本文在量子力学当代发展的角度,基于科学进步的内在逻辑,重新考察玻恩在量子力学创建和发展中的历史作用,探讨其科学贡献被忽视的科学社会学问题。这里,我们通过逻辑重构历史的方式探究科学发展历史的真实,以剖析典型个案的方式,有助于我们理解学术领袖及其个人品格在学说发展、学派形成等方面的作用。     

2050年爱因斯坦还会是物理学的英雄吗?

在1905年,爱因斯坦是物理学领域的一名英雄.他对量子理论、狭义相对论、以及布朗运动的开创性贡献被公认是英雄式的贡献,尽管在那一年,这种承认尚未来临:他仍然是瑞士专利局的一位低级办事员.但承认很快到来了.人们有把握声称,爱因斯坦已经被公认为20世纪物理学最伟大的英雄,或者甚至是20世纪最伟大的科学家.本次大会本身就是证明:杨振宁在开幕式上所作的大会演讲,其主题就是爱因斯坦.在完成爱因斯坦未竟事业即建立物理世界统一理解的事业的意义上,杨振宁视自己为爱因斯坦的继承者,很多其他物理学家也是这样看他.本次大会有好几个关于爱因斯坦的大会演讲,我没有完全统计过有多少篇关于爱因斯坦的文章提交给本次大会.不论如何,无须赘述这种没有争议的主张.那么,到2050年,爱因斯坦在物理学上的地位又会怎样呢?这是我现在要讲的题目.……     

植物懂量子物理学!通过该机制促进光合作用

腾讯科学讯（Everett／编译）据国外媒体报道,20世纪初,笼罩着物理学的两朵乌云最终导致经典物理学出现危机,使得量子力学与相对论开始逐渐浮出水面,人类的量子物理史也仅仅百年左右,但是科学家发现植物可能懂得量子物理学,并通过这一原理促进光合作用的进行。传统意义上,量子效应让人感到微观世界非常的奇异,生物系统中也存在如此古怪的机理,关于植物可以利用量子物理学促进光合作用的假说已经得到越来越多地支持,在6月21日《科学》期刊上,科学家就发现植物可能依赖于物理学而生存。     

量子记忆错觉

海森堡测不准原理所支配的微观量子世界看起来有点像Heraclitus的河流,但比后者还要易变,因为你哪怕是看它一眼都会使它发生变化。如果你试图第二次观察同一个量子粒子,那么你多半会发现你的第一次测量已经把它撞到不知什么地方去了。单个的光子(即光的量子粒子)看来正是这     

从对称性的发展谈物理学课程的创新与实践

近年来对称性理论的发展达到空前的繁荣,尤其是对称性原理在量子理论中已经成为不可替代的指导性原理。我们通过对称性的发展来谈论物理学课程的创新与实践,有着两个方面的作用和意义。一方面,可以强调对称性在物理学课程的教学中的积极作用;另一方面,找出物理学课程中潜在的创新点,用来指导实际的课堂教学。     

封面人物简介

马克斯·普朗克（德国,1858—1947年）,因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献,于1918年获得诺贝尔物理学奖。     

理想是顽固的--爱因斯坦与量子

普朗克在20世纪的第一年,抱着一个名叫"量子"的新生儿站到了世人眼前.不过,如果仔细地观看普朗克的表情,会察觉出更多的是茫然.因为"量子"一词是他在考虑一个非常具体的经典问题时,作为一种权宜的手段被迫引入的.所以普朗克很小心地回避了"量子"给人提出的尖锐问题:如果在单个原子的辐射发光行为当中,能量确实是一份一份出现的,那将会在多大程度上和当时作为物理学基础的力学和电动力学产生直接的冲突?     

物理学上两个水火不容的理论

相对论和量子力学是支撑20世纪物理学大厦的两大支柱,在上世纪初它们在物理学上引发了一场革命。但让人遗憾的是,它们在因果观念上却是格格不入的,以至于后来的物理学家想建立量子引力理论,试图把它们联合起来的时候,却遭到了失败。     

封面人物简介

马克斯·普朗克(德国,1858-1947年),因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献,于1918年获得诺贝尔物理学奖。普朗克,1858年4月23日出生于法国基尔。他从小就兴趣广泛,尤其爱好音乐。9岁时随父亲到慕尼黑,进入了慕尼黑著名的麦克西米兰文科中学,一名为弥勒的教师首次激励了他对物理学和数学的兴趣。尽管他各科成绩均属优等,但最终放弃了音     

薛鹏:从理论到实验的转型

21世纪是信息化时代,人类社会的飞速发展要求计算机处理信息的能力不断提高,而传统的信息技术已无法满足人类的需求。于是,量子信息学应运而生。量子信息学是量子物理与信息科学相融合的新兴交叉学科,有着传统的信息技术不可比拟的优越性,已经成为信息技术新的革命性发展方向,被国际上公认是21世纪涉及物理学、材料学、信息学等多学科交叉的最活跃。     

爱因斯坦厉害在哪里?——杨振宁谈爱因斯坦

<正>今年是爱因斯坦逝世60周年和广义相对论发表100周年,《环球科学》杂志特邀《杨振宁传》作者江才健对杨振宁先生做了访谈,畅谈爱因斯坦的成就及贡献。经授权,本版摘编部分精彩对话与读者分享。"20世纪物理学的三大贡献中,两个半都是爱因斯坦的。"杨振宁先生这样评价爱因斯坦。杨先生所说的"20世纪物理学的三大贡献",指的是狭义相对论、广义相对论和量子力学。江才健:对于爱因斯坦,您自述从早年学习时代开始就认为他有一种您特别欣赏的风格,那么爱     

量子信息的本质探究

20世纪90年代以来,量子信息研究已取得重大进展,对量子信息的哲学研究产生了极大的影响。目前对量子信息的涵义还存在争论。我们认为,量子信息与经典信息既有联系,更有本质的区别。量子信息以量子相干性和量子纠缠作为其基础。量子信息是指在量子相干长度之内所展示的事物运动的量子状态与关联方式,它是微观物质的属性。量子信息不是量子实在,而是作为量子实在的状态、关联、变化、差异的表现。     

浅析量子物理学发展史

量子物理学是现代物理学的一种分支,与普通的物理学研究的宏观领域不同,量子物理学研究的是微观世界,也因此人称为量子物理学未研究量子现象的物理学。量子物理学始于20世纪初,显微镜与望远镜不断发展,物理学家门通过对微观世界中粒子组成与运动规律的研究逐步讲量子物理学建立起来。量子物理学的现象并不同于在日常生活中所观察到的物理现象,其理论极其抽象,其数学工具比较艰深,要想对量子物理学有一个深入研究与了解,必须对量子物理学的发展进行研究。文章基于高中生视角,以多元化客观化的态度分析研究问题,对量子物理学的发展史作一个浅析。     

量子计算和量子通信领域的探路者——清华大学物理系原子分子光物理所所长、第五届“全国优秀科技工作者”龙桂鲁

量子计算与量子信息是一个多学科的交叉研究课题,同时也是各种不同形式研究的交叉,涉及量子力学、信息学、计算机科学、密码学、数学、物理学的多个分支,如凝聚态物理、原子分子物理、光学等。清华大学物理系核物理教研室主任龙桂鲁从1998年开始进行量子计算与量子信息的研究工作,在他看来,量子计算与量子信息的研究是一个潜在的高新技术研究,如果量子计算机一旦真正运用,那会带来一个新的时代。作为量子计算和量子通信领域的探路者,多年来,龙桂鲁在这一领域开拓创新,取得了许多令世界瞩目的研究成果。他领导团队提出首个量子安全直接通信方案,开辟和引导了该研究方向;提出首个多方高维密集编码模型,发展了分布式量子通信理论;提出了分步传输和块传输方法;建立了量子搜索相位匹配理论,在科学研究中做出了突出的贡献。     

浅论德国新表现主义的创新式回归

新表现主义,既不同于20世纪初的德国"表现主义",又迥异于以美国为中心的"抽象表现主史".它是以表现主义为楷模,又非简单重复和机械模仿.在画面、笔法、情调等方面新表现主义显示出了明显的回归倾向,同时又表现出题材、袁现手法和创作观念等方面的创新.     

科学顽童的艺术人生——著名物理学家费曼二三事

美国物理学家理查德·费曼是20世纪最伟大的物理学家之一,除了为现代物理学作出过重要贡献外,他还客串过鼓手、电视明星、黑客、泡吧客,并且做得有声有色,被人们送上“科学顽童”的称号。只要略懂现代物理学的人,都知道量子力学与相对论是现代物理的两大支柱,当两者分别发展成熟之际,下一步自然就是彼此的结合,这个融合的第一步就是“量子场论”。然而,量子场论却隐藏着意想不到的困难,不知难倒了多少物理大师。20世纪40年代,费曼与朝永振一郎、施温格等人殊途同归,分别提出了正确的解决之道,创立了量子场论的第一个理论典范“量子电动力学…