<p class="ql-block">2025，聯(lián)合國確定為國際量子科學(xué)技術(shù)年。100年前，1925，海森堡發(fā)表論文《運動學(xué)和力學(xué)關(guān)系的量子力學(xué)重新詮釋》，開創(chuàng)量子力學(xué)先河。2016，中國墨子號量子通訊衛(wèi)星，成功發(fā)射，世界首次實現(xiàn)千公里級星地量子糾纏（壓題郵票）。</p> <p class="ql-block">一，量子先驅(qū)</p> <p class="ql-block">什么是量子。量子不是一種粒子，而是一種性質(zhì)。具體而言，當(dāng)一種事物是不連續(xù)變化的，我們就說這種事物是量子化的，把它的最小單元稱為量子（袁嵐峰，量子是“子”嗎。人民日報，2025年2月8日，第6版）。一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，這個最小單位就被稱為量子。什么是量子力學(xué)。量子力學(xué)是描述微觀物質(zhì)(如原子、分子等)運動規(guī)律理論，量子科學(xué)技術(shù)的理論基礎(chǔ)（王向斌、沈藝鑫等，量子力學(xué)基礎(chǔ)教程，清華大學(xué)出版社，2023）。</p> <p class="ql-block">量子科學(xué)理論三位先驅(qū)者，普朗克發(fā)現(xiàn)能量子，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)光量子，玻爾將量子概念用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)量子世界。</p> <p class="ql-block">【郵票】1953，德國郵票。普朗克（1858—1947），揭開20世紀(jì)量子革命帷幕。</p> <p class="ql-block">【郵票】1994，德國郵票。普朗克，黑體輻射譜，發(fā)現(xiàn)能量子。</p> <p class="ql-block">【郵票】1979，愛爾蘭郵票。愛因斯坦（1879—1955），20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，量子理論的創(chuàng)建者之量子先驅(qū)。</p> <p class="ql-block">【郵票】2000，葡萄牙郵票。普朗克、愛因斯坦和玻爾（1885—1962），轟然打開量子科學(xué)大門。</p> <p class="ql-block">二、量子力學(xué)</p> <p class="ql-block">量子力學(xué)，量子科學(xué)的基礎(chǔ)理論。量子力學(xué)的奠基人很年輕。1925年，海森堡24歲，狄拉克23歲，德布羅意32歲，薛定諤38歲，波爾40。應(yīng)予指出，波爾的黃金時刻，即發(fā)現(xiàn)量子時，也才20幾歲。狄拉克回憶量子黃金時代(1925-1928)。當(dāng)時，任何一個第二流的物理學(xué)家都很容易做出第一流的工作。從此以后再也沒有出現(xiàn)那么令人神往的時期。現(xiàn)在，第一流的物理學(xué)家做第二流的工作都很困難了(秦克誠，郵票上的物理學(xué)史，清華大學(xué)出版社，2005，北京)。</p> <p class="ql-block">【郵票】1982，瑞典郵票。量子簡史，量子力學(xué)歷程。量子力學(xué)的奠基人，諾貝爾獎獲得者，從上至下，波爾/氫原子電子軌道，薛定諤/電子云，德布羅意/德布羅意波摹式圖，狄拉克/云室電子正電子對產(chǎn)生，海森堡等開創(chuàng)性工作。奠定量子力學(xué)的基礎(chǔ)（王向斌、沈藝鑫等，量子力學(xué)基礎(chǔ)教程，清華大學(xué)出版社，2023）。即</p><p class="ql-block">波粒二象性。微觀粒子既表現(xiàn)出波動性也表現(xiàn)出粒子性。這一原理表明微觀粒子在特定條件下可以同時表現(xiàn)出波動和粒子的特性。</p><p class="ql-block">不確定性原理。粒子的位置和動量不能同時被精確測量。這一原理指出，微觀粒子的位置和動量之間存在一種不確定性關(guān)系，無法同時確定粒子的精確位置和動量。</p><p class="ql-block">量子疊加。一個量子系統(tǒng)可以處于多個可能狀態(tài)的疊加。這一原理表明量子系統(tǒng)可以同時處于多個可能狀態(tài)，而不是確定的一個狀態(tài)。</p><p class="ql-block">量子糾纏。兩個或多個粒子之間存在一種即使相隔很遠也能瞬間影響對方狀態(tài)的關(guān)系。這一原理表明，量子系統(tǒng)中的粒子之間可以存在一種特殊的關(guān)聯(lián)，使得一個粒子的狀態(tài)變化會影響另一個粒子的狀態(tài)。</p> <p class="ql-block">【郵票】1963，丹麥郵票。波爾(1885-1962)，生于丹麥哥本哈根，哥本哈根學(xué)派創(chuàng)始人，量子力學(xué)奠基人一。</p> <p class="ql-block">【郵票】1987，奧地利郵票。薛定諤(1887-1961)。1926年，在愛因斯坦關(guān)于單原子理想氣體的量子理論和德布羅意的物質(zhì)波假說的啟發(fā)下，從經(jīng)典力學(xué)和幾何光學(xué)間的類比，提出了對應(yīng)于波動光學(xué)的波動力學(xué)方程，即薛定諤方程，奠定了量子力學(xué)的基礎(chǔ)。薛定諤作為一位杰出的物理學(xué)家，不僅在學(xué)術(shù)上取得了巨大成就，而且通過其獨特的思想和作品對后世產(chǎn)生了深遠的影響。</p> <p class="ql-block">【郵票】1970，法國郵票。德布羅意(1892-1987)。生于法國迪耶普，法國理論物理學(xué)家，量子力學(xué)的奠基人之一。</p> <p class="ql-block">【郵票】1995，圭亞那郵票。狄拉克(1902-1984)。英國理論物理學(xué)家，量子力學(xué)的奠基人之一。狄拉克發(fā)現(xiàn)了在原子理論里很有用的新形式即量子力學(xué)的基本方程，給出的狄拉克方程描述費米子的物理行為，預(yù)測了反物質(zhì)的存在。</p> <p class="ql-block">【郵票】2001，德國郵票。海森堡(1901-1976)，生于德國維爾茨堡，物理學(xué)家，量子力學(xué)主要創(chuàng)始人，哥本哈根學(xué)派代表人物。建立矩陣力學(xué)，量子力學(xué)開創(chuàng)主要路徑。提出測不準(zhǔn)原理，表明不能同時測準(zhǔn)微觀客體坐標(biāo)和動能。</p> <p class="ql-block">三、量子科技</p> <p class="ql-block">量子信息，第二次量子革命。</p><p class="ql-block">2022年，諾貝爾物理學(xué)獎授予法國科學(xué)家阿斯佩（1947-），美國科學(xué)家克勞澤（1942-），奧地利科學(xué)家蔡林格（1945-），“用糾纏光子驗證了量子不遵循貝爾不等式，開創(chuàng)了量子信息學(xué)”。量子信息學(xué)，分為量子計算、量子通信、量子測量等三個領(lǐng)域。量子計算利用量子比特的疊加態(tài)和糾纏效應(yīng)，實現(xiàn)了遠超傳統(tǒng)計算機的運算能力，特別是在密碼破譯、藥物研發(fā)、優(yōu)化問題等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。量子通信。量子通信通過不可克隆性和測量坍縮的特性，理論上實現(xiàn)了絕對保密的通信方式，適用于軍事、金融等高度敏感的信息傳輸領(lǐng)域。量子測量。這項技術(shù)可以將探測精度提至原子級別，對于科學(xué)研究、材料分析、醫(yī)學(xué)影像等領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深遠影響，如在材料科學(xué)中幫助科學(xué)家更精確了解材料的性質(zhì)。</p> <p class="ql-block">【郵票】2025，中國臺灣郵票。量子科學(xué)技術(shù)。黑體輻射、光電效應(yīng)，量子力學(xué)重要理論基礎(chǔ)，其應(yīng)用廣泛，如電子顯微鏡等。</p> <p class="ql-block">【郵票】2025，中國臺灣郵票。量子科學(xué)技術(shù)?？灯疹D效應(yīng)、波爾原子模型?？灯疹D效應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于X射線成像和CT掃描以及應(yīng)用于電子顯微鏡和無損探傷等技術(shù)。</p> <p class="ql-block">【郵票】2025，中國臺灣郵票。薛定諤的貓，量子世界最為著名的論戰(zhàn)。這是關(guān)于一個理想狀態(tài)下的量子理論的實驗，假象把一只貓放進一個密閉且不透明的盒子里，盒子里有一個毒瓶，毒瓶與一個放射性原子核組成一個理想裝置，假定該原子核一小時內(nèi)有50%的可能發(fā)生衰變，并且該原子核衰變時會觸發(fā)裝置打開毒瓶，那么在你不打開盒子的情況下你就不會知道貓是活著還是死了。箱中之貓?zhí)幱凇八阑畀B加態(tài)”。既死了又活著。要等到打開箱子看貓一眼才決定其生死。薛定諤的貓，比喻一件事如果你不去做，它就可能有兩個結(jié)果，而一旦你去做了，最后結(jié)果就只能有一個。</p><p class="ql-block">薛定諤的貓實驗，為量子計算和量子通信等領(lǐng)域提供了重要的理論基礎(chǔ)，在量子計算中，利用疊加態(tài)和糾纏態(tài)等概念可以實現(xiàn)更高效的計算方法，在量子通信中，通過量子密鑰分發(fā)等技術(shù)可以實現(xiàn)更安全的通信方式，薛定諤的貓實驗還為材料科學(xué)等領(lǐng)域提供了重要的啟示，例如在設(shè)計和制備新型材料時需要考慮量子效應(yīng)的影響。</p> <p class="ql-block">【郵票】2025，中國臺灣郵票。量子位、量子計算、量子通訊。量子位是量子計算的基本單位，關(guān)鍵特性是其可以處于0和1的疊加態(tài)。量子位的獨特性質(zhì)使得量子計算機能夠在處理某些復(fù)雜問題時展現(xiàn)出傳統(tǒng)計算機無法比擬的優(yōu)勢。量子計算機，量子科學(xué)競爭的主要領(lǐng)域。</p> <p class="ql-block">量子科學(xué)理論，催生了大量現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，如激光、核能、半導(dǎo)體、發(fā)光二極管。計算機、手機等的出現(xiàn)都與此相關(guān)。特別是量子信息理論，將量子計算，量子通信（壓題郵票，中國量子通訊衛(wèi)星墨子號），量子測量推向高峰。</p> <p class="ql-block">【郵票】1975，德國郵票。1988，瑞典郵票。量子科技催生現(xiàn)代信息技術(shù)，如電子顯微鏡。</p> <p class="ql-block">【郵票】1994，英國郵票。量子科技催生了大量科學(xué)技術(shù)，如醫(yī)療影像。</p> <p class="ql-block">□□【郵票】2021，中國郵票。量子科技催生了大量科學(xué)技術(shù)，如核能。核電就是直接應(yīng)用。</p> <p class="ql-block">【郵票】2017，中國郵票。超算。無疑，量子計算，將極大提高計算速度。這是量子競爭的最激烈領(lǐng)域（郭光燦，量子計算未來不可限量，人民日報，2025年1月11日，第6版）。2021年10月26日，中國超導(dǎo)量子計算研究團隊研制的“祖沖之二號”超導(dǎo)量子計算原型機，實現(xiàn)了對“量子隨機線路取樣”任務(wù)的快速求解，中國首次在超導(dǎo)體系達到了“量子計算優(yōu)越性”里程碑。</p> <p class="ql-block">【郵票】2019，中國郵票。中國在量子反常霍爾效應(yīng)研究方面取得重要突破。量子反?；魻栃?yīng)是由中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授薛其坤首次實驗發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志量子科技重要進展。量子反?；魻栃?yīng)不僅推動新一代低能耗電子學(xué)器件的發(fā)展，還被視為探索更多量子奧秘的重要窗口。</p> <p class="ql-block">今天，閱讀量子科學(xué)技術(shù)郵票。從量子力學(xué)到量子信息，百年變革歷程，世界進入量子時代。量子科技，國之重器。量子競爭，國之命運?？茖W(xué)技術(shù)屬于人類，科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新步伐不可阻擋。賽先生，我們永遠的老師。</p>