“长江学者”孙洪波：量子科技将颠覆人类未来

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毫无疑问，人工智能正在成为未来人类科技的一个光明标志。但事实上，与人工智能相比，量子信息技术可能更具革命性和颠覆性。

在刚刚结束的2016年全球移动互联网大会上，人工智能成为关注的焦点。自从阿尔法围棋横扫李世石后，人工智能的热潮再次升温。毫无疑问，人工智能正在成为未来人类科技的一个光明标志。但事实上，与人工智能相比，量子信息技术可能更具革命性和颠覆性。

吉林大学电子科学与工程学院院长孙洪波指出，量子信息技术经历了理论框架、原理验证和系统演示等阶段，但在广泛应用时仍缺乏实用设备。量子信息与微纳集成器件制造技术的结合，以及量子系统的小型化、芯片化和集成化将为其应用带来重大突破。

作为超精细激光加工领域的世界著名科学家和教育部“长江学者”，孙洪波目前的研究重点是量子芯片的激光微纳制备。几个月前，在国家自然科学基金委发布的2015年重大项目评审结果中，孙洪波领导的“飞秒激光直写光量子集成芯片基础研究”重大项目获得批准。孙洪波日前在接受记者采访时表示，“量子技术是一项颠覆性技术”，中国在量子芯片、量子通信、量子点显示等领域取得了突破，将对社会经济和人类生活产生深远影响。此前，中国科学院院士欧阳中灿、顶级化学家彭笑刚等权威专家指出，量子点将是显示领域的未来，是产业转型升级的新引擎(爱记、净值、信息)。

“量子技术的潜在优势显而易见，可能会深刻改变中国的工业发展道路。”

孙洪波告诉记者，量子技术基于量子效应，其应用可以分为两个方面:量子调控和量子信息。第一个方面主要是纳米材料和纳米器件。纳米电子学和纳米光子学是光电子学领域的前沿和热点研究方向:一般来说，材料的一个或所有维度的尺寸减小了纳米量级(在0.1纳米-100纳米范围内)，量子效应将显著改变材料的光电磁性或机械性能。量子点发射波长控制利用了这种效应。第二个方面是量子效应的深度应用。目前流行的量子通信、量子计算和量子计量学都属于这一类。与这两个方面的研究相比，前者是基础，相关工作正在如火如荼地进行；后者是前者价值的另一个直接体现，后者已经开始起飞，并可能对信息技术产生颠覆性的影响。

“量子信息技术有两大优势，一是容量大，二是绝对安全。”孙洪波说，在空范围内，量子系统波函数的分布是概率性的，装载信息的容量随量子比特数呈指数增长，这是量子信息容量大、速度快的特点。当应用于解密密码时，当前国际公认和广泛使用的密码系统几乎没有安全性。量子通信的另一个特点是一旦被窃听，由于信号丢失，它会立即被发现，因此它在物理性质上具有绝对的安全性。

量子芯片是量子信息应用于大规模工业的关键一步。据了解，在各种微纳制备技术中，飞秒激光直写技术因其固有的高精度三维处理能力而受到广泛重视，大量重要的光量子信息工作原理验证装置，如量子随机行走，都是通过飞秒激光直写技术实现的。然而，面对具有实用前景的光量子集成芯片的需求，该技术制备的器件也面临着损耗、精度和三维拓扑等关键科技问题的挑战。孙洪波领导的“飞秒激光直写光量子集成芯片基础研究”课题就是为了解决这些问题，推动量子信息系统向固态器件、小型化和集成化方向发展，希望为我国信息技术的跨越式发展提供科学基础和核心技术支持。

孙洪波认为，传统的集成电路芯片目前正面临着巨大的挑战，摩尔定理的空越来越小。通过减小线宽和增加单位面积和体积的晶体管数量来提高芯片性能的传统方法已经变得不可持续。然而，通过量子信息技术，芯片的处理能力和计算速度可以发生革命性的变化。

可以说，量子芯片将给芯片行业带来革命性的突破。事实上，量子技术正在深刻地改变着中国许多产业的发展。中国研制的世界上第一颗量子通信卫星预计将于今年7月发射，量子技术有助于通信的巨大发展。在显示行业，自2014年tcl在中国推出第一台量子点电视以来，量子点显示作为下一代显示技术的趋势逐渐明朗，越来越受到业界和专家的关注和推崇。

"量子点照明项目的技术成熟度相对较高，理论瓶颈已经消失."根据孙洪波的说法，用于显示的量子点是典型的无机纳米材料，其尺寸小于10纳米，并且发射波长可以通过尺寸和表面涂层来控制。这是一种典型的量子效应，可以实现红、绿、蓝三色全彩发射，具有更宽的色域覆盖范围和更精确的色彩控制。

孙洪波的观点与其他专家的观点一致。在今年的两会上，中国科学院院士欧阳中灿指出，量子点技术不是简单的科研成果展示，而是真正的科技成果。世界顶级化学家、浙江大学教授彭笑刚日前在接受记者采访时表示，从低成本、低功耗、低环境成本的显示技术来看，只有一种，或者说是最有可能的一种，那就是基于电致发光的量子点led显示器。

可以说，量子科学技术的蓬勃发展带来了新的发展机遇，为相关产业注入了新的动能，进而推动了中国经济社会的转型和发展。

"量子技术最具革命性的前景将颠覆人类的未来。"

“在当前的信息技术中，量子技术是最具革命性的前景，而且对整个人类的影响是完全颠覆性的。”孙洪波认为，量子技术的未来充满了无限的可能性，量子技术将深刻地改变人类的生活和社会生产。

“由量子芯片支持的量子信息系统可以记录一个人的生命信息，然后结合生物技术通过复制创造实体，使人的实体和“灵魂”可以再现。”谈到他正在开发的量子芯片，孙洪波为记者们描绘了一个充满科幻小说的未来:“如果量子信息与人工智能进一步结合，人类的命运将受到前所未有的挑战。光是人工智能就已经让人类开始担心他们的未来，更不用说量子信息技术和人工智能融合的挑战了。

在量子信息方面，孙洪波认为“未来的前景是无限的。”他指出，量子通信系统的现状与1946年第一台人类计算机首次出现时非常相似，这与当时计算机的诞生同样重要。事实上，中国在量子通信方面的成就正吸引着全球的关注。3月4日，美国《大众科学》杂志发表了一篇题为《中国的量子科学实验卫星将永久改变加密》的文章，指出中国即将发射的量子科学实验卫星将为中国建立一个坚不可摧的通信系统铺平道路。这也意味着中国将成为量子通信技术的全球领导者，并为中国扩大其国际影响力奠定基础。

量子点电视是量子控制应用的一个小测试。此外，量子点的特性实际上非常适合可穿戴设备。通过量子点，未来可以实现便携式太阳能电池和柔性显示器，并且可以通过衣服、窗帘和其他媒介观看电视。令人兴奋的是，量子点显示的未来正在逼近。在今年的两会期间，tcl集团董事长李东生(报价000100，BUY)在接受记者采访时表示，tcl在过去的两年里一直在大力推广新半导体技术的印刷和显示技术，希望在三到五年内成熟新一代的印刷和显示技术，能够在下一轮的显示技术竞争中与国际领先水平保持同步。

可以说，无论是在量子芯片、量子通信、量子计算等量子效应的深度应用中，还是在展示之初，量子技术都呈现出一个充满无限想象的未来。正是由于这一点，量子技术在国家一级受到重视，并上升到国家战略。此前，习近平总书记在起草《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》时指出，量子通信应纳入国家重大科技项目。此外，量子点电致发光显示器已成功列入国家战略先进电子材料重点项目，成为国家战略层面的未来发展方向之一。

“量子技术是一种颠覆性技术。它不是万亿或几十万亿的概念。它对国防和经济有着完全颠覆性的影响。”孙洪波认为，量子技术不仅带来工业效益的增长，更重要的是，它将对国防和经济发展产生深远的变化和长期影响。"可以说，量子技术将颠覆人类的未来."

文章来源:微信公众号第一财经网