公共基礎(chǔ)知識(shí)：科技常識(shí)之量子力學(xué)前沿
科技常識(shí)作為公共基礎(chǔ)知識(shí)的高頻考點(diǎn)，大家在備考過程中要重點(diǎn)把握。雖然考試的內(nèi)容與范圍涉及廣泛，建議大家可以從時(shí)政熱點(diǎn)新聞中把握未來的考點(diǎn)。
在2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主為法國物理學(xué)家阿蘭·阿斯佩、美國科學(xué)家約翰·克勞澤和奧地利科學(xué)家安東·塞林格。他們用光子糾纏實(shí)驗(yàn)確認(rèn)貝爾不等式在量子世界不成立，并開創(chuàng)了量子信息科學(xué)。
量子力學(xué)，為物理學(xué)理論，是研究物質(zhì)世界微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論。它與相對論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)不僅是現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)理論之一，而且在化學(xué)等學(xué)科和許多近代技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。今天我們就一起來學(xué)習(xí)一下有關(guān)量子力學(xué)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
1900年，普朗克對黑體輻射進(jìn)行研究，提出量子假說。
1905年，愛因斯坦引進(jìn)光量子(光子)的概念，并給出了光子的能量、動(dòng)量與輻射的頻率和波長的關(guān)系，成功地解釋了光電效應(yīng)。其后，他又提出固體的振動(dòng)能量也是量子化的，從而解釋了低溫下固體比熱問題。
1913年，玻爾在盧瑟福原有核原子模型的基礎(chǔ)上建立起原子的量子理論。
1923年，法國物理學(xué)家德布羅意提出了物質(zhì)波這一概念。認(rèn)為一切微觀粒子均伴隨著一個(gè)波，這就是所謂的德布羅意波。
1925年，德國物理學(xué)家海森伯和玻爾，建立了量子理論第一個(gè)數(shù)學(xué)描述——矩陣力學(xué)。
1926年，奧地利科學(xué)家提出了描述物質(zhì)波連續(xù)時(shí)空演化的偏微分方程——薛定諤方程，給出了量子論的另一個(gè)數(shù)學(xué)描述——波動(dòng)力學(xué)。
1948年,費(fèi)曼創(chuàng)立了量子力學(xué)的路徑積分形式。
在中國量子力學(xué)主要成就：
2016年8月16日凌晨1時(shí)40分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。
2017年1月18日，中國“墨子號”量子衛(wèi)星在世界上首次實(shí)現(xiàn)千公里量級的量子糾纏，這意味著量子通信向?qū)嵱眠~出一大步。
2018年1月，在中國和奧地利之間首次實(shí)現(xiàn)距離達(dá)7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，并利用共享密鑰實(shí)現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信。該成果標(biāo)志著“墨子號”已具備實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通信的能力。
2020年6月15日，中國科學(xué)院宣布，“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國際上首次實(shí)現(xiàn)千公里級基于糾纏的量子密鑰分發(fā)。
2021年1月7日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布中國科研團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā)，標(biāo)志著我國已構(gòu)建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形。
2022年4月13日報(bào)道，北京量子信息科學(xué)研究院、清華大學(xué)龍桂魯教授團(tuán)隊(duì)和陸建華教授團(tuán)隊(duì)共同設(shè)計(jì)出了一種相位量子態(tài)與時(shí)間戳量子態(tài)混合編碼的量子直接通信新系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)100公里的量子直接通信。這是目前世界最長的量子直接通信距離。
2022年5月5日，從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校教授潘建偉及其同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在遠(yuǎn)距離的量子態(tài)傳輸方面取得重要實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。
2023年6月21日，從北京量子信息科學(xué)研究院獲悉，該研究院袁之良團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)尹華磊合作，首次在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)打破安全碼率-距離界限的異步測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)(也稱模式匹配量子密鑰分發(fā))，成功實(shí)現(xiàn)508公里光纖量子通信，以及破紀(jì)錄的城際密鑰率和雙光子干涉距離。這一科研成果可滿足語音通信等實(shí)時(shí)加密需求，即可以撥打城際“量子電話”
【試題練習(xí)】(判斷題)
1900年，愛因斯坦對黑體輻射進(jìn)行研究，提出量子假說。
【解析】錯(cuò)誤。1900年，普朗克對黑體輻射進(jìn)行研究，提出量子假說。
