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贾金锋：《浅谈神奇的量子世界》
2026-03-30 12:06:52
作者：贾金锋（中国科学院院士，南方科技大学讲席教授）
从惠更斯提出波动说，牛顿提出粒子说，到赫兹发现光电效应，爱因斯坦的解释，德布罗意的物质波假设，再到薛定谔方程，从晶体管、二极管等第一代量子应用，到量子计算测量等令人神往的第二代量子应用……
一、神秘又神奇的量子
说到量子，总给人神秘的感觉。在量子这个微观领域中，物理规律似乎与我们熟悉的世界完全不同。经典物理中所有变量都是连续变化的，而量子物理中变化往往是不连续的。而对光的不同看法，也是经典物理和量子物理巨大区别的重要表现。经典物理认为，光是一种波；而量子物理认为光是一种微粒，称为光子。不难看出，量子信息正成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。因为量子信息技术是以量子科学理论为基础，研究量子计算、量子通信和量子测量三大领域，有望解决提升运算处理速度、信息安全保障能力、测量精度和灵敏度等许多当前难以解决的问题。而在我国，量子信息被提及的次数也越来越多，地位不断提高。在“十四五”规划中，量子信息已被视为三大最重要的前沿数字技术之一。可见，量子科技发展已成为全世界、尤其是强国科技较量的一个战略制高点。
二、“捕捉”马约拉纳费米子
不过，提到“马约拉纳费米子”，大多数人可能都是一脸茫然。马约拉纳费米子是意大利物理学家马约拉纳在1937年提出的预言，即正反粒子同体的特殊费米子。由于其状态稳定且遵循特殊的统计规律，是制造拓扑量子计算机的完美选择之一。之后的80年里，全球物理学家一直在找寻这个“正反同体”粒子存在的证据，但并无结果。贾金锋团队利用巧妙的实验设计，在经历了无数次实验验证后，率先观测到了在拓扑超导旋涡中马约拉纳费米子的踪迹，并且还创新地测量了马约拉纳费米子的空间分布和自旋特性，终于于2016年在世界上首次确切探测到马约拉纳费米子的存在，这是人类在量子物理学领域取得的一个重大突破，这一发现不仅有助于拓扑量子计算机的研制，给信息科技带来革命性变化，还能进一步揭开暗物质的谜团。
三、兴趣和目标是最大的动力
近年来我国对科技人才发展愈加重视，学物理不再像多年以前那么辛苦，从科研经费到科研仪器都有了大进步，我们做基础研究的收入不比别的行业差。做科研，特别是做基础研究，必须要有创新想法，能带着兴趣地进行物理研究比做重复劳动的工作有趣多了，“科研能让你永葆青春，因为创新让人始终保持活力！兴趣是学好物理的关键所在，“有了兴趣，定下了目标，还要尽早学会互相学习，这是你成长过程中必须学会的东西。随着年龄的增长，互相学习和自学在你学习中的比例会越来越高，这也从一个侧面体现了一个人的能力。
作者介绍：
贾金锋：著名的材料物理学家，中国科学院院士，南方科技大学代理副校长、讲席教授，上海交通大学教授，美国物理学会会士，九三学社社员，国家杰出青年科学基金获得，教育部特聘教授，享受国务院政府特殊津贴，入选国家“万人计划”领军人才。1992年北京大学物理系博士毕业后在中国科学院高能物理研究所从事博士后研究工作；1996年至1998年担任北京大学物理系副教授；2001年至2006年担任中国科学院物理研究所表面物理国家重点实验室研究员、博士生导师；2006年至2009年担任清华大学物理系教授、博士生导师；2009年至2014年担任上海交通大学物理系特聘教授、低维物理与界面工程实验室学术带头人、博士生导师；2014年担任上海交通大学物理与天文系副系主任、博士生导师、讲席教授；2022年8月，任南方科技大学代理副校长、讲席教授。贾金锋院士主要从事扫描隧道显微学、表面物理、量子材料等实验物理前沿方向的研究，在量子材料设计生长、表征及物性调控等方面做出了系统性和创新性贡献。先后发表论文290多篇，其中Science 5篇，Nature Phys. 3篇，Nature Mater. 2篇，Adv. Mater. 6篇，Phys. Rev. Lett. 27篇，APL/PRB 50多篇。2018-2021年连续四年入选“全球高被引学者”，曾三次获得国家自然科学二等奖（2次第一完成人，1次第三完成人），先后获得教育部自然科学一等奖（第一获奖人）、全球华人物理学会“亚洲成就奖”、北京市科学技术奖一等奖、国家教育委员会科技进步一等奖等重要奖项。
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