
量子力学是描述微观世界运行规律的基本理论框架,自其诞生以来,在物理学基础与应用领域取得了众多重大突破。科学家在量子科技领域取得了跨越式的发展,从九章量子计算机原型的发布到广域量子保密通信技术的成熟应用,我们见证了量子科技的迅速发展。
为了更好地理解量子力学及其应用领域,我们首先需要对“量子”这一概念进行深入了解。事实上,量子并不是一个具体的实物粒子,而是一个物理学概念。当我们说某个事物存在最小的、不可分割的基本单位时,我们就说它是可量子化的,并将其可分割的最小单位称为量子。
物质的组成是量子化的。以电子为例,它是物质的基本组成部分之一,而光子则是光的量子。除此之外,物理量也存在量子化现象。比如你驾驶的汽车,其速度不是连续变化的,而是以固定的增量(量子)进行变化。能量的取值也是离散特定的,存在固定的最小值,这也是物理量的量子化表现。
量子的概念提出,源于对光的本质的探索。德国科学家普朗克发现了黑体辐射的不连续性,这一发现开启了人类对量子世界的研究大门。而爱因斯坦的光电效应理论进一步揭示了光的粒子性质,即光子。这一重大发现为量子力学的发展奠定了基础。随着科学技术的进步,人们逐渐认识到微观世界中粒子的量子属性,如费米子和玻色子。这些粒子的不质决定了物质之间的相互作用方式和物质的基本结构。
费米子是构成物质的基本粒子,而玻色子则负责传递粒子间的相互作用。原子的形状和丰富的化学活性是由费米子决定的,而物质之间的基本相互作用则由玻色子传递。这两种粒子共同构成了我们这个世界的微观基础。我们对微观世界的理解离不开量子力学和这些基本粒子的研究。
通过深入了解量子科技及其发展历程,我们不难发现其背后蕴含的科学精神和自主创新的重要性。在未来的发展中,我们将继续秉持科学精神、把握科学规律、大力推动自主创新,不断开拓量子科技的新领域和新应用,为的高质量发展注入新的动力。(记者 吴长锋)
