5月17日，2026搜狐科技年度论坛在京盛大开幕。来自科学界、学术界和产业界的近三十位嘉宾共襄盛会，围绕基础科学和人工智能话题展开探讨思辨。

在下午的论坛中，理论物理学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、中国工程物理研究院研究生院创院院长孙昌璞，带来《量子力学百年：从微观世界认知到宏观量子计算》主题演讲。

孙昌璞指出，今天的量子计算还没有做到实际，离实际还有一定距离，原因是它遇到了很多的挑战，我们利用了量子力学的原理，但是外部环境又会有各种情况破坏它，所以量子相干性就变成了量子计算的双刃剑。

“量子力学百年，从微观结构到宏观量子效应、宏观量子计算经历了这些时间。我把它叫做量子技术的1.0时代、2.0时代、3.0时代。3.0时代还没有进入到我们的日常生活，没有影响我们今天真正的超算。但是我相信，这一天一定会到来。” 孙昌璞强调道。

以下为孙昌璞演讲全文：

大家知道，物理学在20世纪的发展有两大支柱，一个是相对论，一个是量子力学。量子理论与相对论的结合，构建了整个现代科学物质核心的基本框架，也深深影响了生命科学、宇宙学、信息科学和环境科学等诸多领域。

站在量子力学诞生百年的历史节点上，诺贝尔物理学奖再次聚焦这一领域。回顾这百年历程，我们可以将量子力学的发展概括为三个阶段：

之一个阶段是从量子力学的建立到上世纪30年代。那个时期我们主要针对单体系统进行研究，之一个变化就是动力和重量不再是通常的实数和虚数，而是不可定义的算法。

第二个阶段拓展到了多粒子体系的相互作用，这催生了量子场论和多体理论。多体理论引入了“序参量”的概念，让我们能够解释超导等宏观现象。有了序参量之后，我们进一步思考：这些在多体系统中涌现出的序参量，是否需要被进一步量子化？

这就引出了第三个阶段——“三次量子化”。大概从上世纪80年代开始，学界提出像超导这类由多体系统构成的宏观自由度，需要被再次量子化。这就是所谓的宏观尺度下的“薛定谔猫”态，而去年的诺贝尔物理学奖正是授予了这一领域的开创性实验工作。

我想把量子力学的发展放在整个物理学发展的主旋律中来审视。杨振宁先生曾多次提到，20世纪物理学发展的主旋律是“量子化”。量子化正好处在整个物理学发展纵向维度和横向维度的交汇点上。

物理学希望把所有现象归结为微观的相互作用，但还原论并不能解决物理学的所有问题。比如，我们知道每一个电子的性质，你却不知道为什么有高能超导；我们知道了每一个水分子的结构是H₂O，却推导不出雪花为什么会长成这个样子。

因此，由基本组元构成复杂体系后，会涌现出完全不同的性质，这就是“演生论”的核心观点。

还有牛顿力学的严格决定论，一直到统计力学和量子力学的建立，随机性逐渐变成了这个世界最本质的属性，而量子化正是在这样纵横发展上的焦点上，决定了随机性是非常有趣的东西，因此量子力学处于这样至关重要的交汇点。可以说，量子化、对称性和相位因子等概念构成了二十世纪理论物理学的主旋律，其中量子化更是首当其冲。

“量子”的概念最早由普朗克提出，随后经由爱因斯坦的光子说以及玻尔的原子模型，奠定了旧量子论的基础。紧接着，我们迎来了“一次量子化”的时代。这一时期有三位科学家做出了里程碑式的贡献，那就是海森堡、马克斯·玻恩和狄拉克。

他们通过三篇奠基性的文章，解决了量子力学发展中一个最核心的问题：动量和坐标不再是经典的物理量，而是满足特定对应关系的算符——即X乘以Y不等于Y乘以X。大家熟知的这一关系虽然常被称为海森堡关系，但更严格地说，是其导师马克斯·玻恩给出的数学表述。

从另一个角度来看，量子力学的运动规律表现出波的特性。这个波需要满足怎样的方程？这正是薛定谔在奥地利因斯布鲁克的山中，用三个月时间推导出的伟大方程。后来薛定谔本人也证明了，他的波动方程与海森堡的矩阵力学在本质上是完全一致的。这标志着1927年量子力学的彻底建立，随后的索尔维会议更是汇聚了当时物理学界的众多巨擘。

正如我们所见，昨天的科学往往变成今天的技术。之一次技术革命源于牛顿力学，第二次是电磁理论，而第三次则是量子力学与相对论的结合。核能的利用已经彻底颠覆了我们的社会；而量子力学中奇妙的“量子隧道效应”，就像传说中的崂山道士穿墙术一样，在微观世界中真实发生。

这种效应至今仍深刻影响着信息科学的发展——从半导体、集成电路到如今的AI与互联网，量子力学早已融入了我们生活的每一天。此外，激光的诞生也极大地改变了世界，而这背后其实有着国家需求的推动：从一战时的雷达站研发，到二战后的微波激射器，最终催生了激光技术。

那么，在经历了一次量子化、了解了单个粒子的性质后，我们是否就能完全掌握宏观世界的情况呢？显然不能。就像我刚才提到的，知道每个电子的性质，无法直接推导出高温超导的成因；了解每一个水分子的结构，也无法解释雪花为何千姿百态。当大量粒子聚集在一起时，“演生”的问题就变得至关重要。

举个简单的例子，如果大量原子在高温下运动，其热波波长相对于原子间距极短，原子间彼此孤立；但如果将温度降至极低，这些原子聚集在一起就会形成一个整体，产生玻色-爱因斯坦凝聚。

超导现象也是如此，电子之间产生微弱吸引并配对形成“库珀对”，进而产生玻色凝聚。此时所有玻色子的相位高度一致，同步前进，这就是所谓的新材料态。

面对这样的新材料，我们是否需要对其进行再次量子化？这在物理学发展中至关重要。

现在回到所谓的“三次量子化”。对于超导或玻色凝聚中涌现出的这些宏观序参量，我们能否在实验上观察到它们的量子化特征？著名物理学家莱格特曾提出，像超导序参量这类东西需要进一步量子化，他将此类问题称为“宏观量子效应”。

通俗地讲，比如大量的超导电子集中在一个状态下，就像一个“薛定谔的猫”，它既死又活，代表着两个不同宏观状态的线性叠加。而在物理上，约瑟夫森结正是利用这种宏观序参量的相位差来标志不同的宏观状态，从而导致宏观量子态的出现。

到底有没有这种宏观现象？2025年的诺贝尔物理学奖给出了肯定的答案。莱格特提出的宏观量子叠加或量子隧穿概念，不仅在实验中可以被观察到，而且直接催生了今天的超导量子计算。

当年杨振宁先生将我引入这个领域，我有幸在此深耕了二十年。虽然有些遗憾的是，当我开始研究时（1991年左右），这项后来获得诺奖的基础工作在国际上已经接近尾声，但在当时全世界也没几个人真正看懂它的价值。这再次证明，基础科学一定要坚持原创，如果只是跟随别人的脚步，永远不可能取得真正的突破。

大家知道，我国在超导量子计算领域做得非常出色，比如中国科大和浙江大学的团队。在去年的诺贝尔奖背景资料中，也特别提及了中国学者的早期原创性工作，包括南京大学的于扬教授等，这充分说明了原创研究的重要性。

到今天为止，超导量子计算已经取得了长足进步，几个月前我在中关村量子大会上展示的PPT数据，相信现在已经被刷新了。我们可以做出用于演示的量子计算机，但必须清醒地认识到，目前的量子计算距离真正的实用化还有很长的路要走。

原因在于，虽然我们利用了量子力学的原理，但外部环境的各种干扰会破坏量子相干性，这成为了量子计算的一把双刃剑。目前我们在物理底层可以做到几十个甚至上百个物理比特，但真正用来做有效计算的逻辑比特才刚刚起步。

令人振奋的是，最新的表面码量子纠错实验（包括哈佛的原子阵列和谷歌AI的超导量子比特）已经让我们看到了希望：码距从3增加到5，再到7，错误率确实在减少。这意味着真正的容错量子计算之一次让我们看到了曙光。

总结一下，量子力学走过百年历程，从微观结构认知发展到宏观量子效应，再到如今的宏观量子计算，这是一条螺旋上升的道路。我将其称为量子技术的1.0时代、2.0时代和3.0时代。虽然3.0时代尚未全面进入我们的日常生活，也没有立刻取代今天的超级计算机，但我坚信这一天终将到来。

三次量子化的研究成果，终有一天会像当年的激光和半导体一样，深刻地影响我们的生活，推动经济社会的巨大发展。

谢谢大家！

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