米乐m6焦点访谈采访袁岚峰老师：为什么市面上的“量子科技”都是假的 科技袁人首先量子这个词它是来自一个学问叫做量子力学。量子力学是一个物理学的基础理论，就我们当前的物理学，有两大基础理论，就是一个叫做量子力学，另一个叫做相对论。这个是当前物理学两个最最基础的理论，我们物理学所有的知识都是建立在这两个上面的。然后量子力学这个词是怎么来的？首先是说1900年的时候，我们普朗克，德国物理学家普朗克最初提出的量子力学，因为他是发现光的能量是一份一份的，它是不可分割的，就是它要不就有最小的这么一份，要不然就没了，它不可能出现半份。

　　所以量子这个词的最基本的意思其实是说一个性质是离散变化的，就是说它不是连续变化的M6米乐，连续变化在我们日常生活中非常常见，就比方说你走路你可以走一米，也可以走两米，也可以走1.5米，也可以走1.8米，所以这中间取任何一个值都可以。

　　但是离散变化呢，就是说你只能取一个一个台阶的值，就好比说我们统计人数，你可以有一个人两个人三个人，但是永远不可能出现半个人对吧？你上台阶可以上一个台阶，两个台阶三个台阶，但是永远不能上半个台阶。

　　像这种叫做离散变化，所以但凡一个事物是离散变化的，我们就说它是量子化的，所以实际上我们是很少把量子当成一个名词来用，大部分时候是说某某事物是量子化的。然后为什么这个量子力学里边它这个名字就要用到量子呢，是因为它是描述微观世界的一个本质的规律，微观世界的大部分现象都是量子化的。

　　记者：然后现在不是有出现了很多的这种量子科技，就是以这个为概念的一个商品，然后有商家说是有一种叫量子能量舱，然后说当中有量子能量的这种发射器，就是把这个产品放置在中间的时候，可以让这个产品能获得量子的能量，您觉得真的有这种量子能量舱存在吗？

　　袁岚峰：我可以肯定的说，现在但凡是一个民用的，说自己是量子某某的产品，它全都是假的。因为量子科技它可以有两重意思，就是一重就是说量子力学，能够用来解释的那些现象，这可以说是极其的广泛，我们现在用到的所有的科技都用到量子力学了，因为比如说一些最最基本的现象啊都是有量子力学之后才能解释的，一个很基本的问题就是，为什么会有导电性？

　　这个导电性是日常生活中能见到一个非常神奇的这么一个性质，因为它的变动范围极大，有些物质是非常好的导体，比方说铜和铝对吧？它的电阻很小，然后电导率很大，但是也有些物质它是电导率是非常非常小，或者说电阻率是极大的，比方说拿一块木头或者塑料它是不导电的是吧？你很少在日常生活中见到任何一个其他性质，它具有像电导率这样大的变化范围，它可能横跨三十几个数量级，那这个在经典力学上是完全没法解释的。

　　你如果问一个19世纪的物理学家说这世界为什么有些东西会导电，有些东西不导电，他能给你的最好的解释也不过是说，那些能导电的物质当中电子是自由的，那个不导电的物质当中电子是不自由的，这好像是个解释，但是你再转念一想，这真的解释了任何现象吗？其实并没有对吧？因为它等于是同义反复，你如果再问他为什么铜和铝当中的电子就是自由的，木头当中的电子就是不自由的，他就完全无法解释了。

　　直到出现量子学之后，人们才发展出整个一套理论叫做能带理论，能量的能，领带的带，就一条带子的带，这个理论就可以精确的预测说哪些物质是可以导电的，哪些物质不导电的，还能告诉你还会有介于之间的所谓半导体，就是它导电的性质介于这两者中间，而且你可以调控它，在有些状态下可以让它导电，有些状态不导电，根据半导体的这种性质，你就可以开发出大量的新的元器件，比方说整个的芯片的技术都是建立在半导体之上，所以这个完全是你可以说你但凡是用到电的你都已经用到量子科技了，这是一种，如果要是在这个意义上，我们现代用的所有的现在的设备都是量子力学，但是我们不会用这个词对吧？

　　因为它太常见了。而另外一类就是我们现在在蓬勃发展的所谓量子科技，实际上这个领域它还另外一个名称叫做量子信息，Quantum information，它里边分为三大部分，就是量子通信，量子计算和量子精密测量。但是我必须提醒大家，就是所有这些，都还是正在发展的技术，而且它还远远没有到民用的程度。

　　如果你在这个意义上你会看到有很多叫做量子科技，比方说我们国家在这个量子通信方面就是世界先进的，然后在量子计算方面不久之前也刚刚跟美国追平了，然后在量子精密测量也是在大力发展，但是所有这些没有一个是民用的，它更不可能用到什么保健上面去。所以你但凡是看到卖什么量子鞋子、量子袜子、量子鞋垫什么量子保健品那肯定是假的。

　　袁岚峰：这都是胡说八道，而且你如果，这种东西你如果越看他的解说，你就越能看出一股民科的味道。所以很明显那个都是胡扯的，真正的量子力学那个数学是相当复杂的，你必须是得对专家才能看明白他在说什么，而且他是有很多的数学公式的。如果他说的让你感觉好像一下就能看懂，那肯定是假的M6米乐。

　　量子技术的神奇是表现在量子通信、量子计算和量子精密测量这些事，我可以给大家讲一讲这些真正的量子科技它是干什么，但是无论如何他们跟保健品都完全不是一条道上的车，因为它是属于物理学的一些基本应用。

　　量子通信。它里面包含几个技术，其实我们现在有一个已经在接近实用的叫做量子保密通信，那个是让你实现两点之间的一个无条件安全的通信，这无条件安全是个术语，它实际的意思是说通信的加密是不可能被数学破解的，就传统的那些加密方法，它都是基于一个数学难题，所以你如果有个特别强的计算机，或者说有人发明一个聪明的算法，你是可以破解它的。

　　但量子保密通信它是基于物理规律来保密，就是基于量子力学的规律来保密，它是用一个非常巧妙的物理加密的方法，所以它是不可能被数学破解的。然后另外还有一个量子通信里面还有一个很神奇的应用叫做量子隐形传态，这个东西就相当于科幻电影里面的传送术。我们不是建造有一个非常著名的科幻电影系列叫做星际迷航吗，那里边他这边核心技术不就是传送术吗？他每次要解决那个最大的问题，总是要依靠传送术把人从这传到那。

　　这个传送术本来是纯粹科幻，没有任何科学原理的，但是在1993年就有一些理论学家他们就提出了说我们可以用量子方法来实现，把一个粒子的状态从这儿传到那儿。这个话的实际意思是它并不是传一个粒子，它是传一个粒子的状态。就是说a这个地方有个粒子，b地方也有个粒子，但是这两个粒子一开始状态是不一样的，然后你可以通过一些非常巧妙的方法，把 a的最初的状态传给b，然后b就变成a最初那个状态了。

　　记者：很多人可能是，借着大家可能不理解量子这个词的含义，他就觉得量子是个具体的东西，但是其实在咱们科学的范畴，那量子其实不是一个具体的东西。

　　袁岚峰：美容保健是绝对没有的。正牌的应用是量子通信和量子计算和量子精密测量，前面我已经解释了这个量子通信对吧？在它里面有两大应用，就是量子保密通信和量子隐形传态，也就是说一个是无条件安全的通信，另外一个是传送术。然后量子计算呢，它的目标，当然量子计算这个名字是自解释的是吧？你听这名字就知道他是干嘛的，他就是说要实现一个特别高速的计算，它能够在某些问题上比现有的计算机算得快得多，比方说在有潜力实现的普通人一听就能明白的这些问题当中，最重要的一个就是叫做因数分解。

　　就是说比如说把15分解成3×5或者21分解成3×7，就是把一个合数分析成它的质因数的乘积。乍一听说这有什么难的是吧？难道我不会分解三七二十一吗？回答是说如果这个数很短M6米乐，你当然很容易就分它。但如果这个数很长，如果这个数有1000多位呢，实际上我们现在最常用的保密体系之一叫做RSA，它就是依靠因数分解的困难性来保密的。他是说如果我取的一个数特别长，那么你分解他所需的时间就很长很长，那么我相信你在一个合理的时间内分解不开我就可以保密。

　　但是量子计算机是可以快速做这个因数分解的。所以在理论上 RSA其实已经打破了，而且有好多人都预测在几年之内或者在十几年之内RSA就会失效，唯一的问题就是我们还没有造出这个硬件，我们已经给出了一个破解RSA或者说快速做因数分解的软件，就是说一个量子的算法，这个算法是大家都接受了，唯一的问题就是说量子计算机的硬件还没造好，所以这是在快速发展的一个领域。

　　然后第三个量子精密测量，这个也是一听就很容易理解它是干什么的，就是说它能够把很多性质测到比以前要准确好几个量级。

　　比方说原子钟就我们现在不是整天在用导航系统北斗吗？北斗和GPS所有的导航系统它里面那个核心技术其实就是原子钟，因为它定距离说到底是通过定时间来实现的，因为它那个时间乘以光速就是卫星到地面的距离，所以他前提都是说要把这个时间定得特别准，那这个时间是通过什么来测量，世界上是原子钟。

　　它那个原子钟就是利用量子力学的现象，就是利用光在就是一个原子在两个能级之间跃迁的那个时间，所以在这个方面，中国实际上在原子钟方面，中国实际上还是相当先进的，我们正在更换北斗上的原子钟，如果全都做好，我们就会变成这个世界上最精确的一个导航系统了。

　　记者：明白了。最近几年量子技术作为这种前沿的科学技术，就是被大家就很多人都会关注这一块，但也出现了刚刚提到的这种很多不法的商家就会把正统的这种科学研究盗用在的这种产品当中，大肆的售卖就各种虚假的这种量子的产品，您怎么看待这种现象？

　　就对量子而言，我倒是可以告诉大家一个非常简单的判据，就是民用的肯定是假的。但是如果是国家，一个正规的研究机构在研发的，是关于计算的或者关于通信的，就是这种信息技术有可能是真的，你得看是谁在做。

　　记者：现在我们的科学技术跟大家的这种认知之间还是存在一定的这种差距的。是因为我们的科普做的不够吗？

　　袁岚峰：我们有太多的时候，把这个责任都归到科普头上，其实不是，我们最重要的首先第一关是教育对吧？科普是教育一个补充嘛，如果你这课堂上都没教好，然后你指望科普来给大家补上科学素质，这怎么可能呢？大部分人的问题是他教育也没受好是吧？所以你现在指望科普去告诉他量子是什么，他根本就没这个动机是吧？

　　让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（四）量子因数分解与破解密码 袁岚峰

　　背景简介 ：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（）。返回搜狐，查看更多