量子隧穿：從微觀粒子到“人造原子”，再到量子計(jì)算

2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予約翰·克拉克、米歇爾·德沃雷與約翰·馬蒂尼斯，以表彰他們在超導(dǎo)電路中觀測到宏觀量子隧穿與能量量子化的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)。這一成果把量子力學(xué)那些奇特的性質(zhì)呈現(xiàn)在肉眼可見的系統(tǒng)中，讓人類得以在宏觀可見的尺度上“操控量子”，為量子計(jì)算與量子信息科學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

量子力學(xué)誕生于對微觀世界的追問。從普朗克的能量量子化到薛定諤方程的提出，波粒二象性、不確定性與疊加原理等全新規(guī)律被揭示。但這些奇異特性在宏觀世界似乎消失無蹤。著名的“薛定諤的貓”思想實(shí)驗(yàn)就是為了揭示量子理論在宏觀世界中的荒謬而提出的，畢竟在現(xiàn)實(shí)中，我們從未見過一只“既生又死”的貓，這也引出值得人們深思的議題：為什么微觀和宏觀世界遵循的規(guī)則會(huì)有這么大的差異？從微觀過渡到宏觀的界限在哪里？我們是否能通過技術(shù)手段讓更大的宏觀物體呈現(xiàn)出明顯的量子效應(yīng)？這些問題長期以來被視為量子物理的核心難題。

克拉克（J. Clarke）、德沃雷（M. Devoret）與馬蒂尼斯（J. Martinis）的研究為這一問題提供了答案。他們通過極低溫與精密電路設(shè)計(jì)，讓數(shù)十億電子對在超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)中保持相干，展現(xiàn)出量子隧穿與離散能級結(jié)構(gòu)。這意味著量子規(guī)律不僅屬于原子與電子的世界，也能在宏觀體系中延續(xù)。這項(xiàng)工作不僅在基礎(chǔ)物理層面上驗(yàn)證了量子力學(xué)在宏觀體系中的適用性，更在技術(shù)上揭示了如何通過人工電路實(shí)現(xiàn)可控的量子行為。

揭開量子隧穿的面紗

早在1920年代量子力學(xué)剛剛誕生之初，人們便在α衰變現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了量子隧穿的蹤跡。按照經(jīng)典力學(xué)，α粒子只有具備足夠高的能量時(shí)才能克服勢壘，逃逸出原子核，即發(fā)生α衰變。所謂勢壘，是由于原子核內(nèi)的各種相互作用而在其周圍形成的一道屏障，它將粒子束縛在內(nèi)，就像一堵無形的“能量墻”。但實(shí)驗(yàn)中卻出現(xiàn)一個(gè)令人意外的現(xiàn)象：即使粒子沒有經(jīng)典力學(xué)要求的足夠能量，它們依然能有一定的概率穿越勢壘，發(fā)生α衰變。

α粒子越過勢壘（?Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences）

1926年薛定諤方程被提出，為計(jì)算波函數(shù)及其隨時(shí)間的演化提供了有效方法。在量子力學(xué)里，波函數(shù)是一個(gè)極為關(guān)鍵的概念，它是一個(gè)與微觀粒子狀態(tài)相關(guān)的函數(shù)，包含粒子位置、動(dòng)量等物理量的概率信息，通過波函數(shù)我們可以知道粒子出現(xiàn)在某一位置的概率大小。1928年，伽莫夫（G. Gamow）用波函數(shù)解釋了α粒子如何穿越勢壘逃逸出原子核，從而揭開了量子隧穿的面紗。當(dāng)粒子總能量低于某一區(qū)域的勢能時(shí)，盡管波函數(shù)穿越該區(qū)域（勢壘）時(shí)呈指數(shù)衰減，但對于有限長度的勢壘而言，波函數(shù)在勢壘另一側(cè)依然存在。這意味著，即使粒子的能量低于勢壘的高度，它仍有可能穿越勢壘，這種奇特的量子現(xiàn)象就叫作“量子隧穿”。通過計(jì)算勢壘的高度和寬度，我們可以算出發(fā)生量子隧穿所需要的時(shí)間，這就是放射性元素半衰期的根源。

雖然波函數(shù)為量子隧穿提供了數(shù)學(xué)上的合理解釋，然而，這一結(jié)果反而凸顯了微觀和宏觀之間的深刻差異。設(shè)想我們向一面堅(jiān)實(shí)的墻壁投擲數(shù)千個(gè)網(wǎng)球，在宏觀世界中，每一次投擲，網(wǎng)球都注定會(huì)反彈回來，而在微觀世界，粒子卻可能發(fā)生量子隧穿，就像突然有個(gè)網(wǎng)球穿墻而過，出現(xiàn)在了墻的另一側(cè)。這種“穿墻而過”的奇異現(xiàn)象，似乎只在微觀世界才會(huì)發(fā)生。

經(jīng)典反彈與量子隧穿的對比示意圖（?Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences）

那么，為什么這種在微觀世界中普遍存在的行為，卻從未在宏觀世界被觀察到？答案隱藏在量子相干性的脆弱之中。在宏觀尺度下，我們通常將一個(gè)體系近似視為孤立系統(tǒng)，因?yàn)榄h(huán)境對宏觀參數(shù)的影響微乎其微。然而，對于量子態(tài)而言，即便是極其微弱的相互作用，哪怕是空氣分子的一次輕微碰撞，也足以破壞其相干性。當(dāng)系統(tǒng)的尺度增大、構(gòu)成粒子增多時(shí)，其量子態(tài)會(huì)極易受到外界環(huán)境的擾動(dòng)，導(dǎo)致量子態(tài)相干性不可避免地被破壞，這一過程極為迅速且強(qiáng)烈，使得量子疊加態(tài)迅速坍縮為經(jīng)典狀態(tài)。因此，量子效應(yīng)被完全掩蓋，經(jīng)典物理規(guī)律主導(dǎo)了我們的日常經(jīng)驗(yàn)。

盡管如此，科學(xué)家仍在不斷探索讓量子規(guī)律在宏觀尺度顯現(xiàn)的可能性。人們發(fā)現(xiàn)，在極低溫、超高純度以及與環(huán)境充分隔離的條件下，量子態(tài)可以在宏觀體系中保持相干性。1911年，物理學(xué)家卡末林·昂內(nèi)斯（H. Kamerlingh Onnes）在液化氦氣的實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象。1957年，巴丁（J. Bardeen）、庫珀（L. Cooper）和施里弗（J. Schrieffer）建立超導(dǎo)微觀理論（BCS理論）[1]，解釋了常規(guī)超導(dǎo)體的微觀特性。該理論指出，在低溫下，原本相互排斥的電子之間會(huì)產(chǎn)生一種微弱的吸引力，從而自發(fā)地配對形成一種穩(wěn)定的結(jié)合態(tài)，即“庫珀對”。在普通導(dǎo)體中，電子呈現(xiàn)出費(fèi)米子的性質(zhì)，電子運(yùn)動(dòng)會(huì)不斷地發(fā)生碰撞，從而產(chǎn)生電阻。而在超導(dǎo)體中，庫珀對整體呈現(xiàn)出玻色子的性質(zhì)。與費(fèi)米子不同，玻色子在極低溫下，可以全部聚集到同一個(gè)能量最低的量子態(tài)，形成能由一個(gè)宏觀波函數(shù)描述的統(tǒng)一體系。庫珀對能夠以集體形式，在超導(dǎo)體中無電阻地流動(dòng)。這種特殊的物理狀態(tài)為突破微觀與宏觀的界限帶來了曙光。

1960年，江崎玲于奈（L. Esaki）在半導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)了電子的隧穿現(xiàn)象，揭示了量子隧穿在固體體系中的真實(shí)存在。隨后，賈埃弗（I. Giaever）在超導(dǎo)體中觀測到單電子隧穿，首次測量到了超導(dǎo)能隙，驗(yàn)證了BCS理論的正確性。1962年，約瑟夫森（B. D. Josephson）從理論上預(yù)言了庫珀對可以通過絕緣層隧穿形成無電壓超電流，即約瑟夫森效應(yīng)[2]。在這里，隧穿的已不再是單個(gè)電子，而是由大量電子組成的相干量子態(tài)（庫珀對），因此引入了宏觀波函數(shù)的相位概念。雖然仍屬于粒子態(tài)直積（非薛定諤貓態(tài)），但已具備宏觀相干性的特征。

約瑟夫森的理論在1963年通過安德森（P. W. Anderson）等人的實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證[3]，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了庫珀對確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)量子隧穿。這一系列理論與實(shí)驗(yàn)成果共同奠定了超導(dǎo)量子器件的基礎(chǔ)。1973年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予江崎玲于奈、賈埃弗與約瑟夫森，表彰他們在隧穿現(xiàn)象研究中從微觀到宏觀的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

約瑟夫森效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)揭示了宏觀量子態(tài)的動(dòng)力學(xué)特性，約瑟夫森結(jié)中相位差的演化行為可通過一個(gè)形象的“傾斜搓衣板勢模型”來直觀理解。當(dāng)給約瑟夫森結(jié)施加一個(gè)直流偏置電流時(shí)，可以將約瑟夫森結(jié)中兩側(cè)超導(dǎo)體的相位差想象成一個(gè)“小球”，它在一個(gè)波浪形的斜坡（勢能曲線）上滾動(dòng)。施加的電流較小時(shí)，斜坡微微傾斜，小球會(huì)被困在某個(gè)波谷（勢阱）中，此時(shí)結(jié)兩端沒有電壓，即系統(tǒng)處于零電壓態(tài)；隨著電流逐漸增大，斜坡更加傾斜，波谷變淺，小球有可能翻越勢壘逃出；一旦電流超過某一特定的臨界值，小球脫離波谷并滾下斜坡，結(jié)兩端便出現(xiàn)電壓，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為有電壓態(tài)。與單個(gè)電子或原子的量子行為不同，約瑟夫森結(jié)中的相位差代表的是由無數(shù)庫珀對構(gòu)成的集體變量，它可以被看作一個(gè)“宏觀量子坐標(biāo)”。因此，如果能夠直接觀測到相位的量子隧穿或量子躍遷，就意味著量子力學(xué)的規(guī)律在宏觀體系中同樣成立。

傾斜的搓衣板勢模型

1980年代，理論物理學(xué)家萊格特（A. Leggett）提出了一個(gè)極具影響力的假設(shè)[4]，進(jìn)一步論證了在宏觀超導(dǎo)量子器件中觀測到宏觀量子隧穿現(xiàn)象的可能性。他認(rèn)為，超導(dǎo)和超流現(xiàn)象僅是大量微觀粒子的量子行為在宏觀層面上的集體表現(xiàn)，并不代表宏觀物體本身遵循量子力學(xué)的基本原理[5]。那么，我們是否能夠通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證量子力學(xué)的基本原理同樣適用于宏觀物體，即“薛定諤的貓”是否可能存在？在超導(dǎo)量子器件（如超導(dǎo)量子干涉儀、約瑟夫森結(jié)等）中，由于電阻極低、耗散極弱且與環(huán)境的耦合可控，因此有可能觀測到真正意義上的宏觀量子現(xiàn)象。萊格特進(jìn)一步提出了判定“宏觀量子性”的條件：體系必須具備可區(qū)分的宏觀態(tài)、顯著的量子效應(yīng)以及有限的環(huán)境耦合。這一理論框架為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家指明了方向，“薛定諤的貓”有望在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。

讓量子隧穿“肉眼可見”

克拉克在劍橋大學(xué)獲得博士學(xué)位后，于1968年赴美國加州大學(xué)伯克利分校任教，并組建了以超導(dǎo)物理為核心研究方向的研究團(tuán)隊(duì)。1980年代中期，法國的德沃雷以博士后身份加入，隨后博士生馬蒂尼斯也成為核心成員。三人組成了一個(gè)跨代合作小組，三人從萊格特的設(shè)想出發(fā)，致力于在宏觀尺度上驗(yàn)證量子隧穿效應(yīng)。

要在宏觀尺度上觀察量子隧穿極為困難，因?yàn)槟呐聵O微弱的熱噪聲或電磁干擾，都可能掩蓋真正的量子效應(yīng)。為此，他們設(shè)計(jì)了一個(gè)極其“安靜”的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使用銅粉微波濾波器（超過200dB阻尼）來隔絕環(huán)境噪聲，并通過多級熱錨定有效消除了環(huán)境溫度波動(dòng)對系統(tǒng)的影響。他們還采用共振激發(fā)技術(shù)[6]，實(shí)現(xiàn)了對宏觀量子隧穿過程的精確操控，而且實(shí)驗(yàn)者可以直接測量所有關(guān)鍵參數(shù)，消除了理論擬合中的主觀誤差。這一系列技術(shù)為量子效應(yīng)在宏觀體系中的穩(wěn)定觀測奠定了前提。

系統(tǒng)從勢阱中逃逸有兩種機(jī)制：一是通過熱激發(fā)，只要溫度足夠，系統(tǒng)就能獲得足夠的能量翻越勢壘；其次是通過量子隧穿效應(yīng)，像幽靈一樣直接“穿過”勢壘，逃出波谷。為了得到純粹的量子隧穿效應(yīng)，他們多次重復(fù)試驗(yàn)，分析發(fā)現(xiàn)：在高溫下，逃逸率受熱激發(fā)主導(dǎo)，而在降至某一臨界溫度以下后，逃逸率趨于常數(shù)，表明體系進(jìn)入了由量子隧穿主導(dǎo)的區(qū)域。

實(shí)驗(yàn)的核心就是利用約瑟夫森結(jié)觀測宏觀波函數(shù)的相位差從勢阱中逃逸的宏觀量子隧穿，電壓的出現(xiàn)就是宏觀量子隧穿發(fā)生的標(biāo)志。當(dāng)相位變量處于某一勢阱中時(shí)，體系對應(yīng)零電壓狀態(tài)，電流雖通過結(jié)，但不會(huì)產(chǎn)生電壓信號。當(dāng)發(fā)生宏觀量子隧穿時(shí)，電路中突然出現(xiàn)可測量的電壓，此時(shí)約瑟夫森結(jié)中成千上萬的庫珀對表現(xiàn)得就好像是一個(gè)充滿電路的單個(gè)電子，以波的方式在勢壘間隧穿[7]。

庫珀對的集體隧穿(a)正常導(dǎo)體中，電子相互碰撞；(b)超導(dǎo)體中，電子成對結(jié)合形成庫珀對；(c)庫珀對表現(xiàn)得好像它們是一個(gè)充滿電路的單個(gè)粒子。（?Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences）

更為關(guān)鍵的是，克拉克團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探測了體系的能級結(jié)構(gòu)。在直流偏置的基礎(chǔ)上，他們向約瑟夫森結(jié)施加微波信號，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)微波頻率與體系能級間距相匹配時(shí)，逃逸速率出現(xiàn)明顯增強(qiáng)，對應(yīng)第一、第二、第三激發(fā)態(tài)的隧穿過程。整個(gè)體系在吸收了特定能量后，會(huì)從基態(tài)躍遷至能量更高的量子態(tài)，再以量子隧穿的方式“逃出”勢阱。整個(gè)體系就像一個(gè)巨型的“人造原子”（artificial atom），表現(xiàn)出與單粒子量子系統(tǒng)相同的能級結(jié)構(gòu)[8]。

這一實(shí)驗(yàn)直接印證了萊格特關(guān)于“宏觀量子性”的理論預(yù)言。利用金屬超導(dǎo)電路，他們在實(shí)驗(yàn)室中構(gòu)建出了一個(gè)真正遵循量子力學(xué)規(guī)律的宏觀物體。這一體系由數(shù)十億個(gè)電子對組成，可觀測、可操控，宛如一只現(xiàn)實(shí)版的“薛定諤的貓”。量子力學(xué)的邊界在此被進(jìn)一步拓展。

超導(dǎo)電路的實(shí)際應(yīng)用

克拉克在1960年代末至1970年代初改進(jìn)并推廣了超導(dǎo)量子干涉儀（superconducting quantum interference device, SQUID），首次實(shí)現(xiàn)了對單個(gè)磁通量子的直接測量。SQUID是一種能夠把磁通轉(zhuǎn)化為電壓的電磁傳感器，它利用了超導(dǎo)約瑟夫森效應(yīng)和磁通量子化現(xiàn)象。當(dāng)外部磁場穿過一個(gè)包含兩個(gè)約瑟夫森結(jié)的超導(dǎo)環(huán)時(shí)，會(huì)改變通過環(huán)路的磁通量，導(dǎo)致環(huán)路中的超導(dǎo)電流發(fā)生變化，這個(gè)電流的變化被轉(zhuǎn)化為電壓信號，從而實(shí)現(xiàn)對磁場的精確測量。SQUID的靈敏度高達(dá)10?1?特斯拉量級，能夠探測地球磁場變化、腦磁圖信號以及地質(zhì)勘探中的微弱磁異常。它成為現(xiàn)代超導(dǎo)測量與醫(yī)學(xué)成像（如腦磁圖）的核心傳感器，也是量子信息系統(tǒng)中讀出量子態(tài)的關(guān)鍵元件。SQUID的出現(xiàn)，不僅使超導(dǎo)器件從基礎(chǔ)研究邁入工程應(yīng)用，也展示了超導(dǎo)體系作為宏觀量子器件平臺的巨大潛力。

約瑟夫森結(jié)與SQUID一樣，同屬超導(dǎo)量子器件體系。在約瑟夫森結(jié)中成功觀測到宏觀尺度量子隧穿和能級量子化特性后，研究者逐漸認(rèn)識到超導(dǎo)電路的更多可能。約瑟夫森結(jié)的能級結(jié)構(gòu)本身就是天然的量子比特。在該體系中，兩個(gè)最低能級自然對應(yīng)量子比特的“0”和“1”狀態(tài)。通過精細(xì)調(diào)節(jié)約瑟夫森結(jié)的參數(shù)（如面積、臨界電流、電容耦合強(qiáng)度等），可以精準(zhǔn)控制量子態(tài)躍遷與相干演化，從而實(shí)現(xiàn)量子邏輯門操作。這種基于超導(dǎo)電路的量子比特，兼具可集成化、可擴(kuò)展性和較長的相干時(shí)間等特性，迅速成為量子計(jì)算機(jī)研究的主流方案。自1999年中村泰信（Y. Nakamura）等人首次實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)量子比特的相干振蕩，證明了量子態(tài)可被精確控制[9]以來，超導(dǎo)量子技術(shù)經(jīng)歷了快速發(fā)展。

德沃雷在離開伯克利后，繼續(xù)發(fā)展微波量子電路與量子放大器技術(shù)，并在耶魯大學(xué)開創(chuàng)了“量子電路量子電動(dòng)力學(xué)（cQED）”的實(shí)驗(yàn)體系。這一體系使單個(gè)超導(dǎo)量子比特能夠與微波諧振腔實(shí)現(xiàn)強(qiáng)耦合，極大提升了信號可讀性與系統(tǒng)穩(wěn)定性[10]，成為現(xiàn)代超導(dǎo)量子計(jì)算的核心框架。作為開創(chuàng)了超導(dǎo)量子電路和量子比特中一系列早期關(guān)鍵技術(shù)的領(lǐng)軍人物，克拉克、德沃雷和中村泰信共同獲得了2021年度“墨子量子獎(jiǎng)”。

隨后，Transmon量子比特的誕生進(jìn)一步優(yōu)化了抗噪聲性能[11]，成為谷歌、IBM等公司芯片設(shè)計(jì)的核心方案。值得一提的是，馬蒂尼斯在加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校時(shí)，就率先實(shí)現(xiàn)了多比特超導(dǎo)芯片的相干控制，并于2014年率團(tuán)隊(duì)整體加入谷歌，主導(dǎo)超導(dǎo)量子處理器的研發(fā)。2019年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了“懸鈴木（Sycamore）”量子處理器，在53量子比特體系中完成量子隨機(jī)線路采樣任務(wù)，聲稱實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)勢”。然而，后續(xù)研究表明，利用改進(jìn)的經(jīng)典算法和高性能GPU集群，該任務(wù)在數(shù)秒內(nèi)即可完成，懸鈴木的“量子優(yōu)勢”不再成立。

在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域，我國也不斷取得重要成果，居于國際第一梯隊(duì)。2021年，潘建偉、朱曉波團(tuán)隊(duì)在“祖沖之二號”超導(dǎo)量子處理器上實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算優(yōu)越性，這是超導(dǎo)體系首個(gè)被嚴(yán)格證明的量子計(jì)算優(yōu)越性（以最優(yōu)經(jīng)典算法為比較標(biāo)準(zhǔn)）。2025年3月，中國科大又發(fā)布了105量子比特超導(dǎo)原型機(jī)“祖沖之三號”，在量子隨機(jī)線路采樣任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了比全球最快超級計(jì)算機(jī)快15個(gè)數(shù)量級的運(yùn)算速度，性能領(lǐng)先谷歌2024年成果6個(gè)數(shù)量級，展示了我國在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域的國際競爭力。超導(dǎo)量子計(jì)算的競賽進(jìn)入百量子比特規(guī)模的新階段。

盡管目前量子計(jì)算仍處于從理論驗(yàn)證向?qū)嶋H應(yīng)用的過渡階段，但2025年諾貝爾獎(jiǎng)所表彰的工作無疑為其奠定了最深層的物理與技術(shù)基石：它提供了可擴(kuò)展的量子體系框架，使多比特協(xié)同成為可能；揭示了如何精確測量與操控宏觀量子態(tài)，為高保真邏輯門與量子糾錯(cuò)提供了理論依據(jù)；更重要的是，它讓人類首次具備了“設(shè)計(jì)量子現(xiàn)實(shí)”的能力——從約瑟夫森結(jié)中的量子隧穿，到如今上百比特的量子芯片，這條科學(xué)之路見證了量子力學(xué)從自然規(guī)律走向工程應(yīng)用的偉大跨越。

“可知可控”的量子未來

在量子效應(yīng)尚未在宏觀世界顯形的年代，量子物理以“觀察”為核心，致力于揭示自然界既有的量子現(xiàn)象。那是一個(gè)“可知而不可控”的量子時(shí)代——我們能夠理解微觀規(guī)律，卻無法主動(dòng)塑造它。而如今，研究者通過設(shè)計(jì)超導(dǎo)電路，把量子效應(yīng)“握在手中”。這種人工構(gòu)建的量子系統(tǒng)標(biāo)志著量子力學(xué)從描述自然的理論，轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒こ袒恼Z言。

這種轉(zhuǎn)變與當(dāng)代科學(xué)的另一場革命——人工智能——形成了深刻的呼應(yīng)。從人工智能到人工原子，兩者展現(xiàn)出不同維度的人類能力躍升。人工智能通過算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自組織，體現(xiàn)出軟件層面的智能；而超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)則在物理層面上實(shí)現(xiàn)了算力的跨越。當(dāng)人類既能夠深入理解信息處理的規(guī)律，又能在量子層面精準(zhǔn)操控物質(zhì)狀態(tài)時(shí)，科學(xué)的角色發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。它不再僅僅是對自然的被動(dòng)描述，而是成為一種主動(dòng)塑造現(xiàn)實(shí)的力量。

量子計(jì)算機(jī)的不斷完善將推動(dòng)人工智能進(jìn)入新的計(jì)算范式，而人工智能的算法優(yōu)化也將反過來助力量子控制與糾錯(cuò)。軟件與硬件、智能與量子、微觀與宏觀，正在同一個(gè)框架中趨于融合。

回到最初的問題，微觀宏觀之間的界限正在一點(diǎn)點(diǎn)被打破。我們通過技術(shù)與實(shí)驗(yàn)，讓量子相干延伸至宏觀體系。薛定諤的貓不再只是思想中的隱喻，而在超導(dǎo)量子芯片上躍遷、演化。量子世界，正在成為我們可以設(shè)計(jì)、操控與創(chuàng)造的現(xiàn)實(shí)。

參考資料

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來源：科學(xué)雜志1915

編輯：77

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