量子力学诞生的前一百年里，原子弹、核磁共振、全球卫星定位等重要发明纷纷涌现，史称第一次量子革命。而近年，以量子信息技术为代表的第二次量子革命也已是山雨欲来风满楼。2018年4月26日晚，北京大学量子电子学研究所所长、北京大学新型原子钟中心主任陈徐宗教授做客“才斋讲堂”，用丰富的案例回顾了从量子物理到量子技术史诗般的研究进程，围绕量子技术的来源、应用以及发展三个方面进行了生动形象的阐述。

陈徐宗主讲才斋讲堂第156讲：从量子物理到量子技术

一条物理规律从蒙昧走向清晰，既是研究者的偶然发现，也有它的时代必然，对于自然的无尽敬畏与求索，是知识开拓者认识事物所遵循的基本逻辑。两个世纪前的夫琅和费通过自制的分光计发现了太阳光谱中的574条黑线，开创了非连续性的先河；经过一个世纪实验与理论的积淀，20世纪初的物理学家突破宏观低速的生活图景，一条腿跨进微观的原子，一条腿进入浩淼的宇宙；1990年，普朗克将他在辐射理论研究中的发现公之于众：ε=hν，这标志着量子学说的正式诞生。

再后来的德布罗意在他的博士论文中讨论了波粒二象性的崭新设想，海森伯、薛定谔也纷纷为量子力学添砖加瓦，“薛定谔的猫”理论至今仍为人津津乐道。简单来说，量子可以解释为“离散变化的最小单元”，具有分立性、叠加性、随机性的特点。作为20世纪的两大革命性科学理论之一，量子力学对人类的世界观造成了巨大的震撼。

科学界之外的人往往不了解量子力学的科学研究和实际应用发展，亦对现今各类科技产品中的“量子成分”认知甚少。通过丰富的历史资料，陈徐宗带领大家回顾了一段“惊心动魄”的发展历程。在第二次世界大战的时代背景下，量子力学被顺理成章地应用于军事领域：因发明分子束磁共振技术而获诺贝尔物理学奖的拉比于1940年加入了MIT的辐射实验室，五年内就成功研制出了100多种不同类型的雷达系统，紧接着由奥本海默主持的曼哈顿工程则成为了原子弹的摇篮。辐射实验室经过几代科学家的传承，在量子物理和量子技术领域的学术研究处于全球的绝对领先地位。

令人惊喜的是，雷达工程还推动了原子钟与核磁共振的发明，并孵育了激光技术。作为原子钟研究领域的专家，陈徐宗以概念和应用相结合的形式，为大家详细地介绍了其背后的演变过程以及实用价值，譬如目前普遍使用的导航系统就离不开原子钟的校准，而这背后的原理，正是量子世界区别于经典理论体系之处：电子不连续的能量态。

陈徐宗主讲才斋讲堂第156讲：从量子物理到量子技术

至今为止，量子技术中基于原子及光子的研究已衍化出了多种超高精密仪器，除了原子钟，还有高精度陀螺、磁强计和原子干涉仪应用于精密导航；量子成像、量子计算、量子通信等技术用于信息传递。陈徐宗详尽的综述满足了同学们对于量子应用的所有想象，摘掉面纱的量子科学焕发着蓬勃的生命力。

面对同学们的热情反响，陈徐宗语重心长地总结道：为学无他，争千秋勿争一日。量子技术是一个急速发展的领域，基础研究的积累是量子技术发展的根本；量子技术也是未来先进国防的重要保障，其关键是高端人才的培养。我国在量子技术的研究中已经有相当的积累，未来一定会取得更加辉煌的成绩。

专题链接：才斋讲堂

编辑：麦洛