二十世紀最初幾十年,物理學界風云變幻卻又群星璀璨,基于牛頓力學的確定性世界觀在微觀層面被徹底推翻,以不確定性為基礎的量子力學應運而生,并帶來了人類歷史上一次深刻的思想和技術革命。百年來,量子力學依然像它初創(chuàng)時那樣難以被普通民眾所理解,但它卻已成為激光器、集成電路、計算機等經(jīng)典信息技術的基石,對眾多領域產(chǎn)生重大影響,并將持續(xù)為人類社會的進步提供源動力。
進入二十一世紀,信息技術飛速發(fā)展,量子力學與其不斷深度融合。人們不僅利用先進的光電子技術,探測和操縱單個光子、電子、原子、分子等量子載體,還可以反過來利用量子載體實現(xiàn)經(jīng)典信息的獲取(探測)、處理和傳遞,形成了以量子通信、量子計算、量子傳感(精密測量)等為代表的量子信息技術。當前,用量子信息技術認識和改造自然的浪潮在世界范圍內蓬勃興起,掀起了新一輪的信息技術革命,即量子力學第二次革命。
波爾曾說:“不為量子論所震驚者,必然不理解量子論”?,F(xiàn)在,我們或許可以說:不為量子信息技術所震驚者,必然不了解量子信息技術。以量子不可克隆原理為基礎的量子通信,理論上可以做到絕對安全的保密通信,量子密鑰分發(fā)技術業(yè)已初步實現(xiàn)應用演示;以多量子比特相干集成為基礎的量子計算,在特定問題求解方面具有指數(shù)加速的能力,谷歌已利用量子計算原型機演示了隨機電路采樣問題的“量子優(yōu)越性”;以量子干涉效應為基礎的量子精密測量,理論上可超越經(jīng)典測量的精度極限,以金剛石色心、原子重力干涉儀等為代表的新一代量子傳感器正在悄然興起。
然而,量子與經(jīng)典技術從來都不是相互對抗的,在未來相當長一段時間內,量子與經(jīng)典技術將會更進一步地相互融合、相互促進、共榮共生。在二者相互交融的過程中,量子將不再神秘,不再只是在實驗室中進行的科學探索,因為量子信息技術革命將可能把量子產(chǎn)品帶到千家萬戶,以量子科技為核心業(yè)務的初創(chuàng)公司不斷涌現(xiàn)。量子信息技術也得到各國政府、各高科技企業(yè)的高度重視,中國、美國、歐洲、日本等國家紛紛出臺各種量子信息發(fā)展政策,掀起了新一輪覆蓋全世界范圍的量子科技競爭熱潮。
《電子科技大學學報》推出“量子信息”專欄,順應時代和學科的發(fā)展需要,為本輪量子科技革命的發(fā)展提供了一個學術交流和探討的平臺,充分展示領域內各位學者、專家的理論和技術創(chuàng)新成果,具有很好的學術價值和社會意義。在此專欄開欄之際,祝愿《電子科技大學學報》“量子信息”專欄越辦越好。如果本專欄能夠吸引到更多優(yōu)秀的年輕人加入量子信息領域,那將是莫大的貢獻,因為下一個百年量子華章,將一定是由年輕人來書寫的。