郭光灿院士：不实宣传和夸大炒作，造成量子世界的奇谈怪论
文 | 郭光灿（中国科学院院士）
编者按
“遇事不决，量子力学。”近年来，“量子”一词变得神秘莫测而又“神通广大”，俨然万物皆可量子。量子力学究竟能够给人类生活带来哪些改变？又能为人类科学带来哪些革命？这亟需量子科技领域专业人士来拨云见日。
中科院院士郭光灿是我国量子科学研究的先行者。他推动了我国量子光学的发展，在量子信息尚处于萌芽期时就率先开展了研究，并培育了队伍。他在长年的钻研探索中，还亲身致力于量子信息知识科普，并与夸大的不实宣传作斗争。在听到了许多关于量子的奇谈怪论之后，郭光灿选择站出来发声。
郭光灿
本人20世纪80年代初期开始致力于量子光学研究，90年代初又扩展到刚刚萌芽的量子信息领域。当时，国内学术界对量子信息领域的研究呈现相当冰冷的态度，民众更是将量子力学视为高悬在学术殿堂之上的圣物，敬而远之。
近几年来，随着量子信息学的飞速发展，加上媒体的大力宣传，“量子”已成为人们津津乐道的话题。人们甚至将“量子现象”描绘得神秘无比，仿佛世界上所有难以解决的事情都可以归结到“量子纠缠”上。
特别地，个别学者不实的夸大宣传，部分媒体的不断炒作，造成了当前关于“量子世界”形形色色的奇谈怪论，引发各界激烈的争论。
究竟量子力学能为人类提供什么真实有用的技术？当前宣传的量子现象，哪些是科学的预言，哪些是人们杜撰出来的虚无之物？在学术界朋友的催促下，本人将种种议论汇聚为十个问题，谈了谈个人的看法，形成了《量子十问》网络科普文章。后来这些文章在中国物理学会和中国科学院物理研究所主办的《物理》刊物上陆续刊登，有兴趣的可以去读一读。
量子信息的诞生标志着人类社会将从经典技术迈向量子技术新时代，俗称“第二次量子革命”。
在第一次量子革命中，人类基于量子力学原理，研制出计算机、互联网等，促成人类社会半个世纪的繁荣昌盛。现代的信息技术就是源于量子力学的经典技术。
第二次量子革命将为人类开拓基于量子力学的量子技术。它的性能突破了经典技术的物理极限，将信息技术推进到新的发展阶段，必将促使人类社会发生翻天覆地的变化。
但是，量子信息绝不是万能的。为了避免误导，我在这里回答两个有关量子技术常见的、比较令人“震惊”的问题。
郭光灿
第一个问题，利用量子技术，能不能像科幻电影中那样，将人瞬间传送到别的星球（或其他任何地方）呢?
这涉及到“全自由度量子隐形传态”理论，此处不赘述。该问题的答案是，将宏观物体隐形传态的想法，不但在技术上面临无法企及的困难，仅在理论上也有不清楚的地方。更严重的是，人不仅是宏观物体，而且也是活的生物体，其生命、情感等能采用“量子态”来描述吗？迄今的答案是否定的。
退一步讲，即使能实现宏观物体的隐形传送（并不能），充其量也只能传送木乃伊之类无生命的客体，而且量子世界绝不允许超光速地传送任何信息。想要瞬间将人转移到别的星球，仅仅是神话而已。
第二个问题，量子密码真的绝对安全吗？
凡事无绝对，量子密码也如此。此前，物理学家提出了若干量子密码协议（如BB84），并从信息论证明这类协议是绝对安全的，激励了许多科学家加入“量子密码”研究行列。
但人们很快发现，任何真实物理体系都无法达到量子密码协议所需求的理想条件。存在各种各样的物理漏洞，使研制出来的实际量子密码系统无法达到“绝对安全”，只能是“相对安全”。
虽然，可以经过努力堵住各种各样的物理漏洞，甚至提出安全性更强的新的密码协议（如“设备无关量子密码协议”等），但终归无法确保量子密码物理系统可以做到“绝对”安全。
不过，这种相对安全的量子密码也是实际可用的。因为只要能验证真实的量子密码体系可以抵抗现有所有手段的攻击，就可以认定这类量子密码在当下是安全的，可以用于实际。但要指出的是，量子技术时代没有绝对安全的保密系统，也没有无坚不摧的破译手段，信息安全的攻防将进入“量子对抗”新阶段。
上面两个问题也正说明了，量子世界的确神奇而玄妙，但并非万能。
量子科技不应该因其奇妙而成为一个“怪物筐”，什么奇谈怪论都往里面装。我的建议是，如果你真的对量子科学感兴趣，最好去读一读有关的科学读物，不应跟风怪谈。
特别是年轻人。量子信息技术是人类社会未来的新技术，因此，为迎接人类社会新时代的到来，有必要在年轻一代中普及量子力学和量子信息学的基本知识——我认为，即使将来不从事量子技术相关的研发，作为新时代的公民，也必须具有量子力学的基本知识。
当然，若有志于从事量子信息技术的研究，还必须进一步修习量子力学和量子信息学的有关课程。
本文节选自郭光灿院士新书《颠覆——迎接第二次量子革命》，经本人授权、审阅后发布。（《中国科学报》记者赵广立综合整理）
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众所周知，人类即将跨入量子技术新时代。量子信息是如何发展起来的？能为我们的生活带来哪些新技术？年轻一代如何迎接第二次量子革命？诸多疑问，都能在本书中找到答案。
全书沿着量子理论发展的脉络，从“量子论”的诞生讲到两场世纪大争论，阐释了第二次量子革命的内涵和前景，介绍了量子计算等新技术的发展，通俗讲述了量子力学的基本知识，生动展示了量子信息技术的魅力，是难得一见的走进量子世界的导引书。本书融科学性、知识性和趣味性于一体，有助于社会大众了解量子世界从基础到前沿的全貌，更是大学生学习入门的重要读物。
目录速览
总序（杨玉良）/ i
序言(杨国桢)/ v前言（郭光灿）/ vii第一章“量子”究竟是什么/ 1一、“量子理论”的诞生 3二、“波动-粒子”二象性——光子的双缝干涉 19三、描述量子世界的“量子语言”——量子态 27第二章爱因斯坦的“幽灵”/ 33一、爱因斯坦与玻尔的争论 35二、 EPR佯谬 48三、 EPR思想实验的回应与影响 54四、爱因斯坦与玻尔争论的焦点与实质 62五、“幽灵”可否用来实现超光速通信 68第三章神奇的量子非局域性/ 73一、贝尔定理与非局域性 75二、量子纠缠 90三、量子隐形传态 96四、量子技术能否将人瞬间转移 103第四章薛定谔猫究竟是怎么死亡的/ 107一、薛定谔猫佯谬 109二、哥本哈根学派：量子测量导致波包塌缩是“猫”的死因 121三、环境消相干导致薛定谔猫的死亡吗 127四、薛定谔猫的自然死亡 135第五章第二次量子革命/ 141一、第二次量子革命是什么 143二、量子力学与广义相对论的融合问题 158三、传统量子力学向何处发展 165四、万物源于真空 176第六章量子计算——颠覆性的新技术/ 183一、从摩尔定律的终结到量子计算的诞生 185二、量子计算机的工作原理 187三、量子编码 192四、量子算法 198五、量子计算的物理实现 206六、量子计算的发展现状与前景 219七、量子计算机带来的颠覆性影响 226第七章量子密码果真绝对安全吗/ 233一、传统密码技术面临的挑战 235二、量子密码的诞生 250三、实用的量子密码 260四、量子密码的发展 262五、量子技术时代的信息安全 268第八章量子模拟中的有趣量子现象/ 273一、量子模拟的原理 275二、量子麦克斯韦妖 277三、马约拉纳零模 282四、拓扑物相 288第九章量子优盘/ 295一、量子存储器：概念及应用 297二、固态量子存储器 303三、实现量子优盘 312四、总结与展望 321主要参考文献/ 325
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