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名家讲坛|陈宇翱:新量子革命

  发布日期:2022-10-28  浏览次数:

2022年10月25日晚,复旦大学经济学院专业学位“名家讲坛”第52期如期举行。中国科学技术大学物理学院执行院长陈宇翱教授以“新量子革命”为题,为经济学院专业硕士研究生带来了精彩绝伦的一课。本次讲座由复旦大学经济学院学科与人才办主任、经济学系副系主任韦潇教授主持。讲座在线上召开,参会听众反响热烈。

陈宇翱,中国科学技术大学教授、物理学院执行院长、博士生导师,美国光学学会会士(OSA Fellow),物理学会会士(APS Fellow)。2008年,陈宇翱获得德国海德堡大学博士学位,曾先后在德国海德堡大学、美因茨大学、马普量子光学所从事研究工作,2011年回中国科大工作。长期从事量子物理基础实验研究,致力发展光与冷原子量子调控技术并系统地应用于量子通信、量子计算和精密测量等多个量子信息研究方向,取得了一系列重要研究成果。并获得广泛的关注,主持和参与的研究成果两次入选欧洲物理学会“年度物理学亮点”,两次入选美国物理学会“年度物理学重大事件”,六次入选两院院士评选的“年度中国科技十大进展新闻”。获欧洲物理学会菲涅尔奖,中国科学院“青年科学家奖”,求是杰出青年学者奖,国家自然科学一等奖(第三完成人),陈嘉庚青年科学家奖,国际纯粹与应用物理联合会原子分子物理分会青年科学家奖,科学探索奖。

讲座伊始,陈老师根据物理学的发展历程,介绍了许多伟大的物理学家及他们的主要成就,由此引出并介绍了量子力学的发展历程。

接着,陈老师着重讲解了双缝干涉实验,这是玻尔和海森堡对量子力学波函数的诠释。他又谈及爱因斯坦与玻尔关于量子物理的论战,他们论战的焦点主要集中于粒子在时空中的位置是否能被准确测量,换句话说,量子不确定性的概率是否会产生任何确定的结果。

随后,陈老师提到惠勒的“回头看宇宙”假想实验。这个实验利用同一个星系发出的两束光,一束通过引力透镜,另一束不通过引体透镜。当人们去看这束光时,会发现它要么通过引力透镜,要么没通过引力透镜,但如果人们不去看它从哪个途径而来时,它就出现了干涉条纹,意味着这个光子是从两个途径同时过来。他还提到目前公认的大爆炸模型,宇宙诞生于138亿年前奇点的爆炸,而这个奇点的产生是由于量子涨落。某种程度上讲,量子力学和广义相对论的提出也揭示了宇宙的起源。

而量子科技通过将近一百年的发展,催生出了现代信息技术。陈老师解释道,个体弱于尼安德特人的智人最后在进化中胜出的原因,是其有效的信息交互。信息交互效率、信息隐私、信息感知能力是信息交互的几大关键要素。信息科技的进一步发展,面临着信息安全瓶颈和计算能力瓶颈等一系列重大问题。量子力学通过百余年发展,为信息科技重大问题提供了解决途径,为人类是否具有自由意志提供了另一种可能性。

讲座最后,陈老师提到了量子叠加、量子比特、量子不可克隆等概念,介绍了量子信息科学,特别是第二次量子革命给世界带来的改变:一是量子通信技术实现原理上无条件安全的通信方式,可以有效解决信息安全传输问题;二是量子计算与模拟实现超快的计算能力、揭示复杂系统规律,同时能够满足未来人工智能、大数据等的计算能力需求;三是量子精密测量使得测量精度超越经典极限,大幅提升导航、资源勘探、医学检验等的精度。他还简要讲解了量子通信、量子计算与模拟、量子精密测量这三个领域的发展情况及未来路线。

陈老师演讲结束后,同学们积极地与陈老师进行讨论与互动。短短2个小时的讲座让同学们受益匪浅、意犹未尽。

感谢陈宇翱教授的精彩分享,期待接下来“名家讲坛”系列讲座邀请到更多名家带来宝贵分享。

撰稿人:简呈锋

修订人:缪炜

审核人:周光友,朱宏飞

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