2021年4月13日星期二晚,意昂2舉辦了第21期名家講壇📝。本期講座的主題是“新量子革命”,演講嘉賓為中國科學技術大學物理意昂2執行院長陳宇翱教授。意昂2學科與人才辦主任韋瀟教授主持了本次講座,現場師生共聚一堂,氣氛活躍。

陳宇翱先生是中國科學技術大學教授、物理意昂2執行院長、博士生導師♟,國家傑出青年科學基金獲得者,美國光學學會會士(OSA Fellow),物理學會會士(APS Fellow)🩲。2008年,陳宇翱先生獲得德國海德堡大學博士學位,曾先後在德國海德堡大學、美因茨大學、馬普量子光學所從事研究工作⛹🏿♀️,2011年回中國科大工作🫳。長期從事量子物理基礎實驗研究💃🏿,致力發展光與冷原子量子調控技術並系統地應用於量子通信⚆、量子計算和精密測量等多個量子信息研究方向,取得了一系列重要研究成果。並獲得廣泛的關註,主持和參與的研究成果兩次入選歐洲物理學會“年度物理學亮點”🥙,兩次入選美國物理學會“年度物理學重大事件”,六次入選兩院院士評選的“年度中國科技十大進展新聞”。獲歐洲物理學會菲涅爾獎,中國科意昂2“青年科學家獎”,求是傑出青年學者獎🐓,國家自然科學一等獎(第三完成人),陳嘉庚青年科學家獎,國際純粹與應用物理聯合會原子分子物理分會青年科學家獎🟪🤞🏻,科學探索獎💄。

講座伊始,陳教授先介紹了世界範圍內各個國家對量子的戰略布局情況,強調發展量子科技的重要性,並以“我們從哪裏來🌁🎴?到哪裏去?”這一哲學話題引發了同學們對科學發展的思考🏄🏽♂️。
陳教授回顧了哥白尼👆🏽、開普勒、伽利略、牛頓、富蘭克林👩🏻🔧、法拉第和麥克斯韋爾等近代物理學家的成就🌇,從哥白尼《天體運行論》闡明地球不是宇宙的中心🤙🏻,到牛頓《自然哲學的數學原理》解釋萬物運動的奧秘,再到麥克斯韋爾《電磁場的動力學理論》對光電磁規律的總結,牛頓力學和經典電動力學推動了兩次工業革命和人類社會的巨大進步。
但同時,陳教授也提出了牛頓力學和經典電動力學中的困惑🤲🏿:世界是否是決定論的📺?一旦確定了初始狀態👝,所有粒子未來的運動狀態是否都是可以精確預言的?普朗克的發現以及後來量子力學的發展打破了決定論的觀點。

陳教授接著闡釋了量子、量子疊加和量子糾纏等概念,介紹了雙縫幹涉實驗、量子擦除實驗等量子力學中的經典實驗,指出了量子世界的特殊現象:觀測者的行為可以影響客體的演化。通過對量子規律的被動觀測並在宏觀世界加以應用🛂💪🏿,直接催生了以現代信息技術為代表的第三次工業革命。
但是👩💻,當前信息科技進一步發展也面臨重大問題🙍🏻♂️,如信息安全瓶頸和計算能力瓶頸等✥👂🏼。而量子力學已經做好了準備,正在引發從被動觀測到主動操縱的第二次量子革命。

陳教授最後重點介紹了當前我國在第二次量子革命中的重要成就,即量子通信🚖、量子計算與模擬和量子精密測量。在量子通信方面👩🏼🎓,重點是以“墨子號”為中心的天地一體化廣域量子通信網絡的構建🖖🚥。在量子計算方面📰,物理學界提出了三個階段的發展目標,預計未來若幹年內將實現階段二的目標,即“相幹操縱數百個量子比特的專用量子模擬機,揭示若幹經典計算機無法勝任的復雜物理系統的規律”。在量子精密測量方面🧑🏻🦱,量子導航技術已經大大超越傳統導航技術🏓。
在熱烈的掌聲中,本期講座圓滿結束。師生們真誠期待“名家講壇”系列講座未來能夠帶來更多精彩的內容。