未來城市的凈零電網利用可再生能源發(fā)電，但風能和太陽能具有波動性和不確定性，量子計算機可為電力管理找到最優(yōu)解。圖片來源：物理學家組織網

　　去年底，IBM公司推出兩款新型量子計算機——“夜鷹”與“潛鳥”；與此同時，丹麥宣布將打造“全球最強大的商用量子計算機”。這些消息是量子技術從實驗室走向現(xiàn)實世界的最新進展。

　　量子技術，根植于量子力學。在這一領域，昔日被視為玄奧理論的奇觀，如今已化為創(chuàng)新引擎，催生以全新方式處理信息的計算機、以前所未有精度測量世界的傳感器，以及幾乎牢不可破的通信網絡。

　　極小尺度中蘊藏著無限可能。如今，量子技術正悄然滲入工業(yè)、安全乃至人們日常生活的諸多方面。澳大利亞《對話》雜志網站在近日的報道中，盤點了量子技術即將深刻影響人類日常生活的五種方式。

　　促進醫(yī)藥研究與材料發(fā)現(xiàn)

　　一位藥學家面對成千上萬種分子組合，試圖為絕癥尋找解藥；一位材料學家遍試原子配比，只為造出更輕更強的電池合金。傳統(tǒng)超級計算機雖可篩選，但終有局限。

　　輪到量子計算機登臺表演。它不同于經典比特非0即1，量子比特可為0、1以及兩者的疊加態(tài)，如“薛定諤的貓”，生死未卜，萬象并存。借此，量子計算機能并行探索海量可能性，洞悉經典系統(tǒng)難以企及的規(guī)律。

　　在醫(yī)藥領域，這意味著更快發(fā)現(xiàn)新藥，更快應對疫情；在材料科學領域，則有望催生高效能源材料、超強催化劑，乃至顛覆性的聚合物。所謂“工欲善其事，必先利其器”，量子模擬正是那把開啟未來之門的鑰匙。

　　盡管全功能量子計算機仍在路上，但“量子+經典”混合模式已初露鋒芒。

　　量子傳感器“明察秋毫”

　　量子傳感器，借量子疊加與糾纏之力，可探測微弱到近乎無形的變化，如地磁的輕顫、重力的波動、空氣中億萬分之一的污染物。

　　在導航領域，這些量子傳感器無需依賴GPS，僅憑地球磁場與重力場的細微差異，即可引導潛艇深潛、飛機穿云，真正實現(xiàn)“運籌帷幄之中，決勝千里之外”。

　　在醫(yī)療領域，量子成像技術或可無創(chuàng)捕捉腦神經活動、早期腫瘤信號，提升診斷能力，使導致疾病的“罪魁禍首”無所遁形。

　　在環(huán)境監(jiān)測領域，這些傳感器可追蹤地表下的微妙變化，提供地震活動的早期預警，或以卓越的精度檢測空氣和水中的微量污染物。

　　優(yōu)化物流與金融

　　現(xiàn)代社會如同一張巨網：電網調度、航班安排、物流配送、金融交易……每一環(huán)都牽一發(fā)而動全身。即便最強超算，面對數十億種組合，也常“望洋興嘆”。

　　量子算法卻能提綱挈領，利用量子并行優(yōu)勢，在紛繁選項中迅速鎖定最優(yōu)解。

　　未來，在量子技術的加持下，物流公司可實時調整路線，避開擁堵與風雨；航空公司能自動重構航班，阻斷連鎖延誤；能源系統(tǒng)可精準匹配風能、光能的波動與用電高峰；金融機構則能并行推演多種市場情景。

　　超安全通信

　　網絡安全，關乎國本民生。然而，現(xiàn)有加密體系正面臨量子計算機的“降維打擊”，一旦破解，互聯(lián)網安全將如沙塔傾覆。

　　然而，危局之中，亦藏轉機。量子通信，尤以“量子密鑰分發(fā)”（QKD）為代表，提供了本質安全的解決方案，任何竊聽行為都會擾動量子態(tài)，立即暴露蹤跡，從而提供安全的加密通信。

　　量子加密可保障從金融交易到個人健康記錄，從政府機密到個人隱私的安全。對于國家安全機構來說，量子加密已成為戰(zhàn)略重點。對普通人而言，這意味著更可信的身份認證、更低的網絡詐騙風險。

　　助推人工智能“躍遷”

　　人工智能（AI）正重塑世界，卻受限于算力瓶頸。訓練大模型耗時耗能，處理復雜系統(tǒng)力有不逮。

　　量子計算或將打破桎梏。通過加速機器學習、優(yōu)化神經網絡結構、模擬復雜系統(tǒng)，它有望讓AI理解更深層語境，處理更龐大數據庫。

　　試想你的語音助手不再機械應答，而能與你“心有靈犀一點通”；醫(yī)療AI能整合基因組與環(huán)境數據，為你量身定制治療方案；科學研究也能借量子模擬快速推進。

　　量子技術賦能并攜手AI，或將成為智能時代的關鍵一躍。

　　量子技術，早已不是紙上談兵。全球數十億美元投入，各國競相布局，實驗室原型不斷走出象牙塔接受測試。政府視其為戰(zhàn)略高地，企業(yè)視其為制勝利器。其影響所及，遠不止科技本身，更將重塑教育、勞動力、基礎設施與治理體系。（記者 劉 霞）

來源：科技日報