2025中關(guān)村論壇年會主題為“新質(zhì)生產(chǎn)力與全球科技合作”，邀請諾貝爾獎獲得者、頂級科學(xué)家、知名企業(yè)家，分享他們在科學(xué)研究、技術(shù)孵化、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)業(yè)洞察方面的深刻見解，為中國新質(zhì)生產(chǎn)力的培育，為面向全球的科技創(chuàng)新與交流指引方向。

2012年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、法國科學(xué)院院士、法蘭西公學(xué)院名譽教授塞爾日·阿羅什先生發(fā)表以下主題演講——《處于基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)交叉點的第二次量子革命》。

塞爾日·阿羅什 演講實錄：

各位嘉賓，非常榮幸有今天這樣一個機會跟大家介紹一下量子科學(xué)這個話題。

今年是紀念量子物理學(xué)100周年，量子科學(xué)在20世紀改變了人們的生活，我介紹一下目前量子科學(xué)在21世紀怎樣邁向我所說的第二次量子革命，以及中關(guān)村科技園怎樣推動量子技術(shù)的發(fā)展。

1925年，當(dāng)時的量子技術(shù)也推動了今天的發(fā)展，包括半導(dǎo)體技術(shù)，在今天筆記本電腦中使用到的技術(shù)。了解光子和原子的互動，幫助我們發(fā)明了激光。原子中全球定位系統(tǒng)能夠讓我們在地表任何地方進行定位，磁共振成像用于醫(yī)學(xué)的診斷，實際上也是來自量子物理的一個應(yīng)用。這些發(fā)明都是基于幾十年前基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家是出于他們的好奇心，當(dāng)時并沒有想到它的應(yīng)用。60年代的激光實際上是由愛因斯坦在1916年發(fā)現(xiàn)的受激發(fā)射的現(xiàn)象，核磁共振是1946年布洛赫、珀塞爾的技術(shù)實現(xiàn)的。比如MRI是通過磁力的研究，結(jié)合電腦的計算能力，把它轉(zhuǎn)化成身體內(nèi)的成像技術(shù)來實現(xiàn)。

100年的量子技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在將迎來第二次量子革命，第一個是通過我們直接利用量子世界的奇怪邏輯，量子的技術(shù)能夠通過單一的量子、單一的原子控制和觀察來實現(xiàn)。在這樣一個層面上，微粒的行動沒有辦法得到觀測，這些奇怪的定律實際上是由于肽疊加的現(xiàn)象所引起的。比如一個電子在原子核附近，可能在一個時間點，在任何一個位置存在。在不同的極化，不同的位置，能夠多個不同的現(xiàn)實。著名的“薛定諤的貓”就解釋了這樣一個現(xiàn)象，在兩個能量狀態(tài)下面，只有你打開這個箱子才能夠發(fā)現(xiàn)這個貓的狀態(tài)。因為量子的糾纏也是把兩個部分，通過一個鏈接連接在一起，也就是說，其中一個微粒的運動會影響到另外一個微粒測量的結(jié)果。這種糾纏由于第一次的量子革命產(chǎn)生的儀器得以觀察，通過激光可以影響粒子態(tài)。這個地方顯示的54個鈣原子在線性的離子阱中，能夠?qū)崿F(xiàn)在過去沒有辦法實現(xiàn)的觀測。在中國、美國、歐洲、印度、澳大利亞都進行了這樣一個量子旗艦的項目。

首先，我們那些新的技術(shù)，包括量子計量學(xué)，使用小的人造量子系統(tǒng)來測量，實現(xiàn)更高靈敏度的測量方法。100倍、1000倍，高于傳統(tǒng)測量的方法；第二個研究的方向是量子通信，通過使用不可破譯的密鑰，在兩個伙伴之間共享量子比特，中國在這個領(lǐng)域有領(lǐng)先的地位，包括進行了衛(wèi)星的相關(guān)實驗；第三個是量子模擬，用多達幾百個真實原子或者人造原子模擬凝聚態(tài)系統(tǒng)，探索新的量子相。能夠使得科學(xué)家探索新的量子相，合成新的物質(zhì)，比如說半導(dǎo)體物質(zhì)；第四個方向是量子計算，也就是說利用量子比特的肽疊加和糾纏，來解決傳統(tǒng)計算機無法解決的問題，它的速度將更快，能夠同時進行不同的計算路徑。很難去預(yù)測哪個技術(shù)能夠在哪一天實現(xiàn)，有些可能在未來幾年就能夠有些成果，有其他的一些方向可能要等幾十年的時間。

但是我們需要有三個條件來推動這些量子技術(shù)的成功，首先跟第一次量子革命一樣，我們需要有非常強的基礎(chǔ)研究來發(fā)現(xiàn)新的有前景的平臺，因為現(xiàn)在還沒有辦法確定哪一個量子比特系統(tǒng)是最好的一個平臺用于量子計算機，現(xiàn)在有不同的平臺用不同的微粒，每一個系統(tǒng)都有它自己的優(yōu)勢和劣勢。通過科學(xué)的研究，可能會發(fā)現(xiàn)新的平臺和新的流程。我們需要推動跨學(xué)科的研究，包括物理學(xué)家、計算機科學(xué)和材料科學(xué)。通過敏感的量子探測儀進行地球物理研究或者應(yīng)用于生物物理學(xué)領(lǐng)域一起合作，包括量子物理學(xué)家，材料學(xué)家，可以利用量子仿真技術(shù)來發(fā)現(xiàn)一些新的分子等等。最后，這些研究必須要有國際合作，科學(xué)家要能夠自由地進行交流和分享想法，避免過渡自吹自擂。

最后，我講一下中關(guān)村論壇和中關(guān)村科技園能夠發(fā)揮什么樣的作用。這種論壇能夠推動做基礎(chǔ)研究的學(xué)術(shù)機構(gòu)和企業(yè)之間開展應(yīng)用技術(shù)合作，促進跨學(xué)科研究。我們要讓政策制定者也能夠參與進來，了解我們這個新的量子技術(shù)的重要性，以及對整個地球未來的重要性。希望論壇上的討論能夠幫助我們促進這樣一個重要領(lǐng)域的科研進展，希望大家在本年度的論壇上都有所收獲，祝論壇圓滿成功，謝謝！

注：本文來源于2025中關(guān)村論壇年會嘉賓現(xiàn)場演講速記，文中內(nèi)容僅代表專家個人觀點