從2016年8月，到2017年５月，中國首顆量子科學實驗衛星“墨子號”升空，全球首條遠程量子通信骨干網“京滬干線”貫通，首臺多光子可編程量子計算機在上海亮相，演示了超越早期經典計算機的量子計算能力。什么是“量子”？這個微觀世界里的“小精靈”如何改變我們以往的認知？ 

　　在物理學中，以牛頓力學為代表的經典物理學體現在宏觀世界，而作為現代物理學兩大基石之一的量子理論描寫微觀物理世界，為從微觀層面理解宏觀現象提供了理論基礎。在我們生活的宏觀世界里，物體的位置、速度等運動規律，都可以通過牛頓力學精確地測算。但在量子微觀世界里，有著與宏觀世界截然不同的規則。量子物理學是研究微觀粒子運動規律的學科，是研究原子、分子以至原子核和基本粒子的結構和性質的基本理論。 

　　在經典物理學中，根據能量均分定理，即“能量是連續變化的，可以取任意值”。而量子物理學提出了能量不連續的概念。量子是最小的、不可再分割的能量單位。經典物理認為光是一種波，而量子物理認為光是一種微粒，具有能量和質量，稱為光子。經典物理學認為物體的運動和位置是確定的，而量子物理學認為物體的物體的動量和位置不可能同時有一個確定。 

　　經典物理和量子物理在我們生活中都演繹著不可缺少的角色，對于經典物理學，它主要是用于人們的生產實踐，正因為有了經典物理學，人類才有了工業革命，才有了現在的高新技術，計算機、電子產品、機械工業，才大大提高了人們的生產力。而量子物理在現實世界的應用已經或正在或在未來會為人類社會的發展作出巨大的貢獻。 

　　實例1量子密碼：量子密碼是一種利用量子糾纏效應、基于單光子偏振態的全新信息傳輸方式。其安全之處在于，每當有人闖入傳輸網絡，光子束就會出現紊亂，每個結點的探測器就會指出錯誤等級的增加，從而發出受襲警報；發送與接收雙方也會隨機選取鍵值的子集進行比較，全部匹配才認為沒有人竊聽。換句話說，黑客無法闖入一個量子系統而不留下干擾痕跡，因為僅僅嘗試解碼這一舉動，就會導致量子密碼系統改變自己的狀態。相應的，即便有黑客成功攔截獲得了一組密碼信息的解碼鑰匙，那他在完成這一舉動的同一時刻，也導致了密鑰的變化。因而當合法的信息接收者檢查鑰匙時，就會輕易發現端倪，進而更換新的密鑰。 

　　實例2量子計算機：相比傳統計算機，量子計算機具有無可比擬的巨大優勢：并行處理。借助并行處理的能力，量子計算機能夠同時處理多重任務，而不是像傳統計算機那樣還要分出輕重緩急。量子計算機的這一特性，注定它在未來將以指數級的速度超越傳統計算機。不過，在量子計算成為現實之前，科學家還需要克服一些艱難挑戰。 

　　實例3從科幻到現實的遠距傳輸：我們在科幻片中看到的場景，如一個人在一個地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個地方瞬間出現,這在未來也許不再是科幻.通過遠距離傳輸可以實現。在無比奇特的量子世界里，量子呈現的“糾纏”運動狀態。在一個地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個地方瞬間出現。它傳輸的不再是經典信息，而是量子態攜帶的量子信息，這些量子信息是未來量子通信網絡的組成要素。