全省首个量子生态平台首次公开亮相，量子是啥？其实它离我们很近

量子通信示意图。西湖云创供图

9月4日，首届全国科普创作者大会将在湖州德清举行，同日“湖光云创”量子生态平台也将作为全省首个量子生态平台首次公开亮相，向行业与公众全景展示量子基础原理、技术应用场景与产业发展面貌。

“遇事不决，量子力学。”这句网络用语，让量子科技在很多人眼里约等于“玄学”，听不懂、摸不着、离得远。薛定谔的猫、量子纠缠、叠加态……这些名词听起来就像物理学家们关起门来的“加密通话”，似乎和普通人的生活搭不上边。

其实不然。当你手机转账时的加密保护、当新药研发不断提速、当台风路径预报越来越精准……这些日常场景的底层，支撑的正是量子力学。量子科技，早已悄悄走进了我们的生活。

量子是什么？

先来说一个简单的例子。我们平时买奶茶咖啡，都是按杯计价，最小单位是一杯，没法点半杯、三分之一杯。微观世界里的能量也是这样，一份一份的，不能无限拆分。这个最小的“一份能量”，就叫量子。

打个更通俗的比方：光的最小单位是光子，能量的最小单位就是量子；就像人民币的最小单位是“分”，付钱没法付半分钱，能量在微观层面也只能“整份”交易、一“分”一“分”传递。它不是某种具体的粒子，而是微观世界与生俱来的一种基本性质。

我们看得见摸得着的宏观世界，由经典物理学支配；而原子、电子、光子这些微观粒子的运行规则，则由量子力学定义。一百多年前，普朗克、爱因斯坦、玻尔等科学家推开了这扇新世界的大门。如今，这扇门后正酝酿着新一轮科技革命。

量子世界最让人摸不着头脑的，有两件事。但这两件事，恰恰是所有量子技术的基础。

中性原子量子计算机。中科酷原供图

第一个叫量子叠加。简单来说，就是一个量子系统可以同时处于不同状态的叠加。我们日常用的电脑，算一个，记一个。但量子计算机可以同时进行，1个量子比特能同时处理2种信息，10个就能同时处理1024种。这就是为什么量子计算机算得快，它不是一台更快的电脑，而是无数台电脑同时开工。

第二个叫量子纠缠。两个纠缠的量子，哪怕相隔万里，只要一个的状态变了，另一个会瞬间同步变化，就像有心灵感应一样。这一现象当年曾让爱因斯坦深感不解。在他看来，这违背了相对论中“光速是宇宙速度上限”的基本结论，他嘲讽这种现象是“幽灵般的超距作用”，认定量子力学的理论并不完备，背后一定还有未被发现的“隐变量”。他与玻尔围绕这一问题争论了数十年。谁曾想此后数十年间，一次次实验反复证明，爱因斯坦错了，这种“幽灵般的超距作用”真实存在。2022年诺贝尔物理学奖，就颁给了三位在量子纠缠实验方面作出开创性贡献的科学家。

量子技术，正在把很多过去的“不可能”，变成“可能”。

量子能做什么？

量子的这些物理特性听起来很抽象，但落到产业里，都在改写行业的“游戏规则”。

第一个就是算你算不动的题。

有些复杂问题，传统计算机怎么也算不出来。比如模拟一个包含50个电子的分子运动，传统计算机需要的存储量，比整个宇宙的原子总数还多。而量子计算机，只需要50个量子比特就够了。

这和普通人的生活有什么关系？答案是：关系远比想象中更深。

制药行业是率先感受到算力红利的领域之一。一款新药从研发到上市平均耗时十余年，其中大部分时间都消耗在分子筛选、药物与靶点结合模拟的环节。量子计算可以精准模拟分子间的相互作用，将原本数年的筛选周期压缩至数月，抗癌药、罕见病药物等研发进程都有望因此大幅提速。

材料科学同样受益。超导材料、新能源电池、光伏材料……新材料的研发本质上是在原子层面“搭积木”。过去只能依靠反复实验试错，研发成本高、周期长；量子计算则可以直接计算出最优的材料结构。有人形容说，过去面对变量多、组合多的优化问题，更像“碰运气”；有了量子计算，就变成了“按图纸施工”。

量子密钥分发原理。西湖云创供图

算力革命带来机遇的同时，也给信息安全带来了全新挑战，这就有了量子科技的第二条赛道：给数据筑牢新防线。

业内有个共识：传统的加密方式，在成熟的量子计算机面前如同纸糊的窗户，不堪一击。更值得警惕的是一种名为“Q-Day”的威胁　——攻击者可以把现在截获的加密信息存储起来，等未来量子计算机算力达标后再进行破解。专家普遍预计，这一节点大概在2030年前后到来。

怎么办？两条腿走路：一是量子通信，基于量子纠缠和不可克隆原理，实现理论上无条件安全的保密通信；另一条是后量子密码，研究能扛住量子攻击的新算法。一个防当下，一个防未来。

除了算力与安全，量子科技还有第三条重要赛道：打造世界上最准的“尺子”。利用微观粒子的量子态做测量，精度能比传统手段高10倍到1000倍。

小到我们去医院做的核磁共振，大到探测宇宙的引力波望远镜，底层逻辑都靠量子精密测量。地质勘探里的重力仪、导航里的陀螺仪、给全球定时的原子钟……　都是量子测量技术的产物。精度提升一个量级，就能解锁更多全新的应用场景。

量子正在走进现实

“十五五”规划纲要明确提出“前瞻布局未来产业”“强化战略前沿领域科技布局”，并把量子科技列为重要板块内容。

很多人觉得量子科技还远在实验室。在浙江，它已经在很多领域默默发力，深度融入产业与生活的方方面面，悄然释放着改变的力量。在温州，粮情数据正通过一条量子加密专线高速流转，温湿度、库存量、虫害监测等关乎大国粮仓的核心数据，由量子安全网关守护。在绍兴上虞，辖区内各水文监测站的水位、雨情、流量等核心监测数据，通过量子加密专线实现统一安全汇聚，构建起“一次一密、不可破译”的传输通道。

电子束光刻机在做应用测试。图片来源：杭州日报

今年以来，西湖云创集团发起打造“湖光云创”，这是全省首个量子生态平台，规模不大，打法却很清醒：不贪大，不求全，边建设、边使用、边完善。

平台里头有三个子平台，各管一摊：量子算力子平台，链接国内先进量子计算芯片，企业不用自己买天价硬件，像用电一样“插上插座”就能用量子算力。目前已经和西湖大学、浙江工业大学等高校对接，在抗衰老药物计算、超磁材料设计、太空光伏材料这些前沿方向做应用。量子安全子平台，整合量子通信和后量子密码技术，已经和省内银行合作推动密码迁移，和电力企业合作做智慧电网安全。量子项目孵化子平台，正和浙江大学、浙江工业大学、国科大杭州高等研究院等联合培养量子人才，一边引团队、一边育人才。

这种从软件切入、从应用落地、从人才抓起的思路，既是量子科技商业化路径的一次务实探索，也为前沿技术对接地方产业、解锁多元应用场景提供了可借鉴的样本。

一百年前，一群二十出头的年轻人，用几页论文推开了量子世界的大门。他们当时可能想不到，那些“反常识”的规律，百年后会变成手机里的安全锁、药瓶里的新分子、粮仓里的数据防线。

量子科技正从实验室走向生产线。它离你我，真的很近。

责任编辑：孔依群