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面对即将来临的量子时代:可能你需要多认知点量子知识

发布时间:2023-02-06 10:10:48  信息来源:  阅读次数: 3216 次

石器时代、铜器时代、铁器时代,蒸汽时代、电气时代,到今天的信息时代,人类科学技术的进步定义了时代的发展及其人类的生活方式。

信息时代通常也是指计算机时代或数字时代,它指在现时代,个人都有能力去自由传递信息,以及适时获取信息的这种特征,这在过去是难以想象的,它和计算机及其数字科技密切相关,它从工业化革命的传统工业经济转变为以信息管理为主的知识经济,亦即信息化社会。

信息时代从电气时代的电子与原子的电气设备时代脱颖而出,从最初的体积庞大、低效能的电子管计算机,到现在的随身携带的多功能、智能型晶体管计算机,再到不久的将来的能力强大的量子计算机。这些科技成就离不开量子物理学的应用。正是因为有了量子物理学,我们才有了今天所精密制造的从晶体管、激光器、太阳能电池、到如今的计算机等。 

现代信息时代离不开计算机,更准确地说,离不开里边的芯片。别小看这个小小的芯片,里边装满了量子物理。离开了它,如果不能自主设计制造创新,任何国家,无论大小与穷富,无“强”可言,只得乖乖地听人摆布。

一个国家如果需要在量子技术领域有所发展,将要求人们对量子的认知有广泛的素养,需要这样素养的广泛性与多样性,作为其竞争优势的来源。这就如一个国家的足球水平,离开了足球普及的广泛性与多样性,势必谈不上足球的竞争优势。

如今,新的量子技术革命可能再次使人类实现技术飞跃,这一次的技术飞跃却与量子的违反直觉的特性相关,譬如离异的量子可以高度地相关或“纠缠”。得益于这些特性,应用于创建可视化和操纵量子纠缠的新一代工具,我们很快就将看到在传感、通信和计算领域的一场革命。

这场量子技术革命将与我们息息相关。所以,量子物理将不应该再仅仅是呆在科学家的所谓神圣高贵的殿堂里,理应走进千家万户,大力加强量子物理的普及教育,揭开其神圣面纱。你可能需要多认知点量子知识,多有一点量子素养。也许在将来,你会不那么被动。

什么是量子素养?就如一个人的听、说、读、写的能力被定义为能够理解一种语言的朴素的认知能力,量子素养意味着具有听、说、读、写的理解物理世界语言的朴素的认知能力。

如何让许多人具有这样一定的量子素养?量子力学的传统课程往往要求具有经典力学、电磁学、统计力学、现代物理学、微分方程、线性代数等的背景知识。即便配备了种种这些教育工具,也面临着必须将能量子抽象理论应用于现实世界系统的挑战。但是,这种抽象不应该成为一种障碍。量子力学是一门精妙有序的理论,具有一组精确定义的、可以预测世界的假设和原理。

这些假设和原理,是可以认知的。理想地来说,如果我们一开始有点量子力学的这些概念素养,再学传统力学,那么就会觉得一切都是那么自然,量子力学没什么值得奇怪的地方,世界本来就是如此。如果能够尽量地多一些、或从年轻开始就有些量子素养,知道点量子力学的基本状态及其“怪异”是什么的,从而就不会那么大惊小怪。

可以相信,精通这种语言对于将来的科技开发人员和计算机科学而言,将成为必不可少的技能。随着量子物理学定律在现代技术中发挥越来越大的作用,作为一个研发经理、首席执行官、或政策制定者也好,将可能需要熟悉这种理论的主要概念。

拥有一个共同的语言与概念,对于推进一种技术革命,具有重要作用,将使科学技术中的不同链条有机而有效地协调在一起。在这个链条的最上游端,是许多受过专门训练的量子科学家,他们需要努力成为量子领域的佼佼者,以带领与促进量子科技行业的成熟发展。

但这些量子科学家又不是全能的,随着行业的成熟,量子科学家的工作成果将转移给为实际应用的供应商和制造商,为量子科技提供越来越适合的设备。就像今天的数字程序开发人员,不需要了解半导体具体理论来完成其工作一样。将来的量子科技人员不一定是量子物理学家,但需要具有一定的、与量子物理理论细节分开的量子素养。

这是每一种科学技术革命提高功效的自然步骤,也是一种科技行业成熟的标志。这样的过渡与联系又将可能拓展出新的领域,使更广泛的科技领域参与到量子技术革命中来。

所以,重要的是,需要有更多的人具有一些量子素养,将这种量子素养扩展到一个新的层面,这是将来量子科技人员重要的组成部分。这种开放、包容、多元、多代、混合性的量子科技人力层次所发出的不同声音、所作出的不同贡献,将汇成一股强大的能量,构建量子生态系统、推动量子科技创新。

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