量子科技迎来“诺奖时刻”:从微观突破到宏观应用的新纪元
宏观尺度量子隧穿研究的突破,正推动量子技术从实验室走向产业化的临界点。
2025年诺贝尔物理学奖的公布让量子科技再次成为全球焦点。资本市场上,量子科技概念股自去年9月以来已大幅上涨,美股整体涨幅超过200%,A股也接近翻倍。
这项被资本市场热捧的技术,其核心突破在于三位诺贝尔奖获得者发现的宏观尺度量子力学隧穿效应和能量量子化现象,为下一代量子技术发展提供了全新机遇。
01 诺贝尔奖的突破:从微观到宏观的技术跨越
2025年诺贝尔物理学奖授予了约翰·克拉克、麦克·H·德沃雷特和约翰·M·马蒂尼三位科学家,以表彰他们发现电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化。
上海交通大学教授曾贵华指出,今年获奖的宏观尺度量子隧穿现象研究具有重大意义。这意味着量子技术从微观层面迈向宏观尺度,以往量子开关、量子密码等技术只能使用单个或少数几个粒子实现,而现在可以在宏观尺度操作。
宏观尺度量子隧穿效应的实现,为量子技术的工艺实现提供了极大便利。诺奖成果为开发量子密码、量子计算机以及量子传感器等下一代量子技术打开了大门。
02 三大应用领域:量子技术产业化进程不一
量子科技主要包括量子计算、量子通信和量子精密测量三大应用领域,各自处于不同的产业化阶段。
量子计算被誉为最具想象空间的量子技术,能突破摩尔定律限制,实现计算能力指数级提升。然而科大国盾量子相关负责人表示,量子计算仍处于早期阶段。
全球科研机构目前都还处在研发原型机的状态,距离实用化仍有较大差距。尽管有“祖冲之三号”、谷歌Willow芯片等重要突破,但量子计算的前进道路依然“前途光明,道阻且长”。
相比之下,量子通信是实用化走在最前列的量子技术。在我国,量子通信网络已成为新一代信息安全基础设施的重要组成部分。
2022年,我国建成了全球规模最大的量子保密通信城域网——“合肥量子城域网”。北京、上海、广州等重点城市也相继建成量子城域网。
在国家骨干网方面,我国已建成“京沪干线”“武合干线”等,其中“国家广域量子保密通信骨干网络”(一期)地面总里程超过12000公里,覆盖17个省市约80个城市。
量子精密测量则展现出更高的测量精度。据曾贵华介绍,量子传感器比传统传感器的精度和灵敏度要高1到3个数量级。
我国企业已在量子测量方面进行了实用化尝试,如冷原子重力仪可将地球重力加速度测量到小数点后8位,实现实时不间断测量,应用于地质变化、地震预测等领域。
03 产业化前景:理性看待投资潜力与风险
随着诺奖热度升温,量子科技能否“接棒”人工智能成为新风口成为关注焦点。业内人士指出,量子科技是新一轮科技革命的前沿领域,但作为未来产业,目前尚处于产业化初期,需理性看待投资潜力与风险。
曾贵华认为,量子科技与人工智能相结合可能是未来重要方向。“‘量子+AI’是今后重要的发展趋势,发展AI离不开算力,而量子能够作为‘底座’提供支撑。”
量子技术正处于从实验室走向实际应用的关键阶段。宏观尺度量子隧穿研究的突破为技术应用提供了新的可能性,专家提醒投资者应同时关注技术巨大潜力和产业化过程中的挑战。
04 未来展望:量子科技引领产业变革
量子科技的发展将对社会经济产生深远影响。从量子密码学的安全保障,到量子计算机的超级算力,再到量子传感器的高精度测量,这些技术将逐步渗透到各行各业。
三位诺贝尔奖获得者的研究不仅增进了人类对量子世界的理解,更重要的是为未来科技发展奠定了基础。随着量子技术的不断成熟,它有望像人工智能一样,成为推动全球经济增长的重要引擎。
量子技术正处于从实验室走向实际应用的关键阶段。宏观尺度量子隧穿研究的突破为技术应用提供了新的可能性,但专家提醒投资者应同时关注技术巨大潜力和产业化过程中的挑战。
随着各国对量子科技投入的加大和技术瓶颈的逐步突破,量子技术有望引领新一轮科技革命,重塑全球创新格局。