中山大学物理与天文学院俞振华教授
今年学校秋季工作会议主题是关于“推进科技自立自强”。本人研究领域——量子物理,是现今世界科技发展的前沿。就如何在量子物理方向推进研究有如下的思考。
现代量子科技的迅猛发展标志着科学技术领域的一场深刻变革,为人类社会带来了前所未有的机遇和挑战。量子科技以量子力学为基础,通过充分利用和控制微观粒子的量子特性,推动了许多领域的创新和突破,其重要性在于以下几个方面:
首先,量子计算是当今量子科技领域的一项核心研究,其潜在计算能力远远超越了传统计算机。量子比特的超位置和纠缠现象使得量子计算机可以在瞬间完成传统计算机所需时间的复杂任务,如优化问题、模拟量子系统等。这将对信息技术、密码学、人工智能等领域带来深远影响,推动科技的快速发展。
其次,量子通信在信息传输方面具有革命性的意义。通过量子密钥分发和量子隐形传态等技术,量子通信实现了无法破解的安全通信,为保护个人隐私和加强信息安全提供了新的手段。
此外,量子传感技术在测量和探测领域展现出了卓越的潜力。通过利用量子干涉和纠缠效应,量子传感器能够实现极高灵敏度的测量,用于探测微小变化,例如地磁场、重力场等。这为地质勘探、医学诊断、环境监测等领域提供了新的手段和工具。
最后,量子材料和量子光学技术的发展也为光电子学和能源科技带来了新的可能性。通过调控材料的量子特性,可以实现更高效的能源转换和光电器件。这将对可再生能源、光电子器件、激光技术等产生深远影响,推动能源和光电子领域的创新发展。
综合而言,现代量子科技的重要性不仅体现在其对计算、通信、传感、材料等领域的深刻影响,更在于其为人类社会带来的科技进步和未来发展的巨大潜力。量子科技的不断突破将推动我们进入一个全新的技术时代,为解决人类面临的复杂问题提供更为强大的工具和方法。
推进现代量子科技的研究需要综合运用多方面的措施,涉及基础研究、技术创新、国际合作等多个层面。
首先,加强基础研究是推动量子科技发展的关键。在理论方面,需要不断深化对量子力学的理解,推动量子信息、量子计算等相关理论的发展。在实验方面,要加强对量子现象的观测和控制,发展新的实验技术,以提高量子系统的稳定性和可控性。此外,投入更多资源培养和支持年轻的科学家,激发他们的创新潜力,推动量子科技领域的学术繁荣。
其次,建立完善的研究设施和实验平台对于推进量子科技至关重要。量子实验通常需要高度精密的设备和极低的温度环境,因此,需要投入更多的资源建设实验室和研究中心,提供先进的实验设备和条件。这样的实验平台将有助于科学家们进行更为复杂、深入的研究,推动量子科技的前沿进展。
第三,加强跨学科的合作和交流是推动量子科技研究的必要手段。量子科技涉及物理学、计算机科学、信息科学等多个学科领域,需要不同领域的专业知识和技能相互融合。因此,促进不同学科领域之间的紧密合作,设立跨学科研究团队,将有助于解决复杂问题,加速量子科技的创新和应用。
第四,加大对产业界与科研机构的合作支持。现代量子科技的应用离不开产业界的支持和投入。政府和企业应当建立更为紧密的合作机制,共同投资推动量子科技的研发和应用。产业界可以提供实际问题和需求,科研机构则能够提供先进的研究成果和技术解决方案,双方共同推动量子科技的商业化进程。
第五,积极参与国际合作是推进现代量子科技研究的关键。量子科技的发展是全球性的挑战,需要各国共同努力。建立国际性的合作项目,分享研究成果和资源,将有助于加速量子科技的发展,推动全球科技创新。同时,积极参与国际标准的制定和合作研究,有助于推动全球范围内的量子科技应用和发展。
此外,对人才培养的重视也是推动现代量子科技研究的重要措施。量子科技领域需要具备跨学科知识和技能的高水平人才,包括理论物理学家、实验物理学家、计算机科学家等。因此,政府和企业应当加大对相关领域人才的培养和引进,建立人才培养的长效机制,确保量子科技领域有足够的专业人才支持研究和应用。
文稿终审:物理与天文学院 郝雅娟