来源：人民网

近日，北京大学极端光学研究团队在大规模集成光量子芯片领域取得重大进展。基于量子力学的科学研究及相关技术应用属于国际科学技术前沿。量子技术在世界发生空前变化的时代，在科技发展中占有至关重要的地位，是推动关键核心技术的重要突破。

什么是量子？

1900年，著名物理学家普朗克提出了“量子”的概念。在随后的几十年里，众多物理学家共同创立了量子力学理论，深刻揭示了物质微观结构的物理规律，解释了物质的光学、电磁学、化学等基本性质。

量子揭示了微观世界非常神奇的本质，即宏观连续的物理量可以在微观层面上发生离散变化。在量子世界中，当一个量从1变为100时，只能像爬楼梯，一步一跳，而不是不断地改变过去。

量子性质

量子物体具有状态叠加的性质。即使这两种宏观状态根本不能共存，但在微观上它们可以以一定的概率同时存在。关键是量子态是测量前的叠加态，不对应任何宏观态。测量后，根据相应的概率给出宏观测量。物理学家薛定谔提出了著名的“薛定谔的猫”来说明经典物理学和量子物理学的区别。在经典物理学中，小猫要么是活的，要么是死的。两者不能共存，必须是其中之一。在量子物理学中，我们可以准备一只小猫在盒子里活着和死去的叠加状态。如果盒子没有打开，小猫既不是活的也不是死的。这就是叠加态。只有当盒子被打开时，处于叠加状态的猫才会被赋予某种生死状态。也就是说，只有经过观察才能知道结果。

这是因为在量子力学中，物质同时具有波和粒子的特性。在正常情况下，物质以各种状态波的叠加形式存在。经过观察，物质从不确定的状态变成了一定的状态。当量子叠加态应用于小猫时，就会出现“薛定谔的猫”现象。

什么是量子计算机？

量子计算机是遵循量子力学定律的物理设备，用于对量子信息进行高速数学和逻辑运算、存储和处理。

Qubit 是量子计算的运算单元。是0和1两种状态的叠加。近日，中科院量子信息与量子科技创新研究所潘建伟、朱晓波、彭承志组成的研究团队成功研制出一种62位可编程超导量子计算原型“祖冲智”，并在此基础上实现了可编程。二维量子行走。

量子计算机与普通计算机的区别和优势

虽然日常使用的电子计算机利用了物质的量子特性，但它们并不是量子计算机。和普通的电子计算机一样，量子计算机也可以解决各种计算和信息问题。两者的本质区别在于量子计算机可以利用量子叠加态进行量子运算，即量子算法。由于量子叠加态同时存在多个态，并且可以同时处理多个计算，因此量子计算机比经典计算机运行速度更快，处理信息的能力更强。

导师：于涵，中国传媒大学副教授

专家：王文宇，北京工业大学物理研究员