量子躍遷:揭示物理學和化學的未來

Edited by: Света Света

「世界在某種程度上是量子的」,而其影響才剛剛開始被理解。今年是國際量子科技年,旨在慶祝量子力學誕生一百週年。量子科學有望徹底改變從計算到導航的各個行業。

量子計算利用疊加和糾纏,承諾比傳統電腦快指數級的處理速度。IBM 指出,傳統電腦需要數千年才能解決的問題,量子電腦可以在幾分鐘內解決。處理能力的這一飛躍可能會改變醫學、材料科學和人工智慧等領域。

量子通訊側重於使用量子現象進行安全、無法破解的通訊。量子密鑰分發 (QKD) 是一種已經過測試的協定。與此同時,量子導航旨在實現獨立於衛星、防干擾的導航系統,英國研究人員已在海軍艦艇、飛機和倫敦地鐵上進行了演示。

量子感測利用原子級數據收集,提高了測量和導航的準確性。英國航太系統公司 (BAE Systems) 強調,它使用量子資源來實現極高的精度。量子感測器,包括化學感測器、時鐘、重力儀和磁力計,正變得越來越普及,有望推動航空航太、醫學、地質學和環境管理領域的進步。

全球對量子技術的投資正在飆升,已有 28 個國家政府承諾投入約 400 億美元。雖然中國處於領先地位,但英國、美國和德國等國家也在進行大量投資。即使是像南非量子技術倡議 (SA QuTI) 這樣的小型項目,也旨在促進當地量子技術產業的發展。

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