林梅 江利平
一邊是新聞中“量子”相關的科研成果,一邊是市場上觸手可及的“量子”生活用品,聽起來高大上的“量子”好像一夜間就飛入了尋常百姓家。
但這些日用品真如宣傳的那么神奇嗎?
市場上各種與“量子”有關的“高科技產品”——量子能量水、量子鞋墊、量子襪、量子空氣凈化器,到抽象的量子醫學、量子保健、量子能量植入等,這些“量子+”概念的產品,哪些是真的,哪些是大忽悠呢?
中國量子通信 與量子計算研究大放異彩
這兩年我們國家量子科學研究喜遇豐收好年景,我國研制的全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”量子衛星順利升空。
利用“墨子號”,中國科學技術大學潘建偉、彭承志等帶領的團隊在國際上率先成功實現了千公里級的星地雙向量子糾纏分發,并于此基礎上實現了空間尺度下嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學非定域性檢驗。
此外,科研團隊還成功與奧地利實現了世界首次洲際量子保密通信,人類第一次在1400公里的外太空進行遠距離的星地雙向量子通信。
而在量子計算的舞臺上,中國科學技術大學潘建偉團隊的突破更是受人矚目,他們研制出了世界上第一臺針對多光子“玻色取樣”任務的超越早期經典計算機的單光子量子模擬機,在剛剛過去的元旦,這項突破性進展,成為繼去年“‘墨子號飛向太空”之后,又一次入選習大大新年賀詞的由中國科大領銜完成的科技創新成就。
隨著這些科研成果在各大媒體的頻繁報道,“量子”這個原本離我們日常生活有些遙遠的“高大上”概念,漸漸成了大家耳熟能詳的“網紅”,自然也有大量商家和廠商“蹭熱點”。
這不,市場上出現了各種與“量子”有關的“高科技產品”,各種跟“量子”有關的新概念也層出不窮——從具體的量子能量水、量子鞋墊、量子襪、量子空氣凈化器,到抽象的量子醫學、量子保健、量子能量植入,聽著夠玄乎的。那么,這些“量子+”概念的產品,哪些是真的,哪些是大忽悠呢?
但關于市場上的量子能量水、量子鞋墊等宣傳單上介紹的科學原理,研究量子的物理學家表示沒聽過這些名詞。物理學家解釋:“不是隨便把一些科學名詞湊在一起,就叫科學原理的。”
量子無處不在,但并非無所不能
那量子原理到底是什么?物理學家進行了介紹。
確實,量子是構成物質的最基本單元,也是我們人類了解這個世界的一種途徑。
1900年以前,人們認為物質和能量是連續變化的。但隨著新的實驗現象的出現,人們開始重新審視過去的固有觀念,物理學基本理論的革命性風暴拉開了序幕。1900年,為了解決黑體輻射問題,物理學家普朗克提出了“能量的最小單元”的假設,并將其命名為“量子”,這種說法一直沿用至今。在微觀世界里,物質和能量的基本單位,被稱為量子,例如光的基本能量單位光子。
隨著量子物理學的發展和實驗能力的進步,如今的物理學家已經可以在實驗室里對微觀世界的基本粒子進行自主操縱。非常有趣的是,一個量子可以同時處于多種狀態,學術界稱之為“相干疊加”。例如,一個光子它可以同時在北京和紐約出現。更令人費解的是,多個量子還可以處于糾纏的狀態,它們之間可以保持一種超時空的關聯。愛因斯坦把這個現象稱為“遙遠地點之間的詭異互動”。
也正是由于量子世界里這些神奇的性質,使量子物理像一位神秘的吉普賽女郎,吸引了大批科學家和普通人的目光,她一邊帶給人們無盡的困惑,一邊讓無數人終其一生去靠近她、了解她。
中國科學技術大學有一群這樣的科學家,他們每天都跟“量子”打交道。在他們的努力下,量子原理為我們帶來的新技術,可以突破以往的技術瓶頸,為我們帶來了新的驚喜,已成為信息、物質、能源、生命等領域技術創新的源泉。
那么,量子究竟已經被應用在哪些方面了呢?
首先,就是大家耳熟能詳的量子通信。“墨子號”量子通信衛星就是這方面最突出的成果。利用單光子的不可分割性和量子態的不可克隆性,從原理上保證了信息的不可竊聽和不可破解,因此從根本上確保了通信的無條件安全。
其次是量子計算。量子計算是利用量子力學的原理,如量子疊加性,量子糾纏等,進行數據和信息處理的一種全新的計算方式。大數據時代,人類對計算能力的需求與日俱增,但是目前人類擁有的計算能力還相當有限。而量子計算中,量子比特可以同時處在0和1的疊加態,因此,隨可操縱的粒子數增加,量子計算的能力相比于經典計算具有指數級的加速:對特定問題的處理上,在中小規模(~50比特)的情況下即可打敗目前最快的天河二號超級計算機,若量子計算機實現操縱100個粒子,對特定問題的處理能力將達到目前全世界計算能力總和的100萬倍。
最后是量子精密測量。量子精密測量可以打破重力、時間、位置等物理量測量的經典極限,大幅度提高衛星定位、潛艇導航、醫學檢測和引力波探測等的測量精度。例如,在潛艇導航方面,利用量子精密測量技術,航行100天后定位誤差小于1公里, 無須定期通過上浮進行衛星修正,有利于長期潛伏。
以上提到的有關量子信息的研究,除了量子通信現在慢慢走向國防、金融等應用領域,其他的技術仍然處于基礎研究階段。
現有的“量子+”生活產品 均是在堆砌科學術語
所有這些量子方面的應用,都是基于量子力學的基本原理(比如疊加、糾纏),在科學家團隊十幾年、甚至幾十年的刻苦攻關下,一步一個腳印啃下的硬骨頭,可不是隨隨便便捏造一個概念就可以的。
作為對比,再來看看市面上宣稱用了量子技術的產品和概念。
“量子水——通過載體與水接觸后釋放量子信息和能量,對水進行量子級別優化。”
“量子能量襪——經過量子植入后的量子襪能釋放能量波、遠紅外線、負離子等有益物質。能量波能讓人體的分子處于較高的振動狀態。”
“量子諧振轉植技術——結合量子糾纏與晶體諧振理論,以量母元素高頻能量波的三大特性為導向轉承,根據原子分子共振原理研發的量子農用灌溉器和土壤調理劑。”
“量子醫學——建立在利用電磁輻射與人、動物和植物世界相互作用基礎上的一個全新的學科。通過測定分析生物體所釋放的振動頻率大小(即微弱磁場波動能量),進行診斷與治療的醫學,亦稱波動醫學。”
上面哪些量子產品才是真的呢?沒錯,相信你已經猜到了,全部是假的。
這些產品都有什么共同的特點呢?
那就是:名詞的堆砌毫無邏輯可言,沒有科學文獻的支撐,也沒有任何能證明效果的實驗數據。各種“科學術語”鉚足了勁兒地往上堆,什么共振、能量、普朗克、愛因斯坦……怎么玄乎怎么來,一個個說得神乎其神,但概念和結果之間完全看不到對應關系,無非是商家們的名詞嫁接能力比賽罷了。
以例為證:所謂的“量子共振信息水”,宣稱“宇宙中存在一種量子的‘靈力場,人體各器官都有其固有的共振頻率,體內的‘靈力場紊亂之后,共振頻率就會偏離正常,從而生病。量子共振信息水“可以將人體有益的信息頻率記憶在水中,并除去水中有害的信息頻率。飲用此水,水中記憶的人體有益正常信息就會與人體波產生共振,將正常信息頻率快速通達到人體各個細胞,從而糾正人體錯誤信息頻率,使細胞充滿活力。”
其中,共振、量子信息、場,這些確實是科學概念,但硬生生嫁接起來,實在是貽笑大方。這里所謂的“靈力場”,有沒有數學形式去描述它呢?所謂的人體有益頻率又是多少呢?沒有一篇科學文獻給出過這些詭異的概念,全是商家憑空捏造。至于量子共振信息水除病效果,那更是無人知曉了。
事實上,科學上說的“量子信息技術”是指利用量子力學的原理,進行信息、數據處理的新型革命性技術,比如前面介紹的量子通信、量子計算和量子精密測量。而這些廠商,顯然將這些名詞用錯了地方,胡編亂造迷惑大眾。
量子研究暫時未與日用品扯上關系
從另一方面來說,無論是科學背景、資源投入,還是實驗建設、人才培養,量子方面的研究都是一個門檻相當高的事情。因為量子系統是非常脆弱的,研究量子的實驗以及相關技術,條件也就非常嚴苛。量子調控是在單個量子的層面上進行操控的(比如對單個原子、離子、電子和光子進行調控),這些物質和能量的基本單位非常小,就拿單個原子來說吧,它的大小只有10^-10m,如果要在實驗中控制它,需要極高的真空環境,加上昂貴的激光冷卻系統降低原子的熱運動,才可能對其進行操控。
比如量子計算機,為了保護量子比特的相干性,往往需要一個封閉的、真空的、極低溫的、隔絕外界電磁干擾的系統,這種全世界很多國家級的實驗室都無法達到的嚴苛條件,哪個襪子廠商能具備呢?
再比如“墨子號”量子衛星,之所以能順利升空,依靠的也是咱們國家日益強大的綜合國力,這種資源、人力、技術上的巨大投入,連歐美大國都羨慕不已,哪里是一個名不見經傳的民營企業可以承擔的呢?
中國科學技術大學教授、“墨子號”量子科學試驗衛星科學應用系統總師彭承志曾在其微博上告誡投資機構:“如果有個資管計劃或者理財產品請您投資一個前途遠大的量子公司,門檻也不高,幾百萬甚至幾十萬都可以進來,請千萬小心,您遇到的很有可能不是量子而是騙子。”
實驗室里的科學家們,無論是院士、教授,還是年輕的博士、博士后,都在量子領域經過了很多年的專業訓練,他們表示,在量子世界,他們的征途是星辰大海,暫時還關心不了襪子、鞋墊兒、礦泉水。
其實,要想鑒定量子產品的真假,有一個特別簡單的原則。那就是,量子技術目前的研究主要集中在量子通信、量子計算機和量子精密探測,暫時還沒有與日用品扯上關系。
所以,看到所謂“量子+生活”的產品,通通都是騙子!這些嫁接、炒作的概念沒有任何科學根據。不要妄想用什么產品就能健康長壽,做什么代理就一夜暴富,少點貪心,多點努力。