量子面霜、量子治癌、量子油條……到底是怎么回事？

文/趙斌

國(guó)際知名化妝品牌嬌蘭(Guerlain)，最近推出一款冠以“量子”名稱的面霜，引起關(guān)注。

事實(shí)上，憑借打上量子這種“高大上”標(biāo)簽的產(chǎn)品，已然“蔓延”過一波。

“量子光療可以治愈癌癥”“量子水美容養(yǎng)顏增加免疫力”……量子技術(shù)到底是什么?目前可以在哪些場(chǎng)景應(yīng)用、起到什么作用，如何辨別真?zhèn)?

量子面霜與量子油條孰真?

據(jù)嬌蘭官網(wǎng)公開信息，這款新產(chǎn)品被冠以“量子”名頭。這引起國(guó)內(nèi)外科學(xué)界廣泛關(guān)注。

“我聽到薛定諤、狄拉克和海森堡的尸體在墳?zāi)估镄D(zhuǎn)的聲音?！蔽锢韺W(xué)家艾蒂安·克萊因(Etienne Klein)對(duì)于嬌蘭的宣傳如此評(píng)價(jià)。

而這三位，都是量子力學(xué)理論方向的物理學(xué)家，尤其是奧地利的薛定諤，曾提出的“薛定諤的貓”量子思想實(shí)驗(yàn)體系，作為解釋量子的經(jīng)典方式提出已近百年，至今仍在傳播。

對(duì)此嬌蘭解釋說，“量子生物學(xué)領(lǐng)域是一個(gè)新近且公認(rèn)的科學(xué)研究領(lǐng)域”。據(jù)嬌蘭介紹，其護(hù)膚系列“基于應(yīng)用于皮膚細(xì)胞的量子生物學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)進(jìn)展，并已得到證實(shí)”，還稱與帕拉茨基大學(xué)的生物物理學(xué)家合作。

圖源：嬌蘭官網(wǎng)

但據(jù)《赫芬頓郵報(bào)》報(bào)道，帕拉茨基大學(xué)物理學(xué)院方面給出了截然不同的回應(yīng)。“我們無法影響產(chǎn)品的商業(yè)名稱在科學(xué)上完全沒有意義的事實(shí)?！痹洪L(zhǎng)馬丁·庫巴拉(Martin Kubala)說：“這是我們必須與商業(yè)伙伴解決的問題，作為一個(gè)嚴(yán)肅的研究機(jī)構(gòu)，我們不希望看到這種宣傳?！?/p>

中芯未來(北京)科技有限公司總經(jīng)理張毅，曾在國(guó)防科技大學(xué)攻讀博士期間研究量子方向，同期還編譯出版了加拿大量子物理學(xué)家彼得·維特克(Peter Wittek)所著《量子機(jī)器學(xué)習(xí)中數(shù)據(jù)挖掘的量子計(jì)算方法》一書。張毅在接受中新社國(guó)是直通車采訪時(shí)表示，電子、光子、原子、離子等，這些目前在微觀上最基礎(chǔ)的單位都可以稱為量子，可以簡(jiǎn)單說物質(zhì)是由量子組成的，在沒有實(shí)際應(yīng)用量子疊加或糾纏技術(shù)情況下，用量子來標(biāo)注產(chǎn)品就像標(biāo)注“氧分子水”一樣沒有意義，所以就算標(biāo)注量子燒餅、量子油條也不能算絕對(duì)“撒謊”。

量子到底是什么?

量子是什么?“薛定諤的貓”無疑是當(dāng)前最紅的一種解釋方法。

奧地利著名物理學(xué)家薛定諤于1935年提出的有關(guān)貓生死疊加的著名思想實(shí)驗(yàn)。把貓置于有毒氣觸發(fā)機(jī)關(guān)的盒子里，其中，毒氣是否被釋放取決于連接了鐳225放射性監(jiān)測(cè)器是否監(jiān)測(cè)到有衰變離子，開關(guān)是隨機(jī)的，在觀測(cè)之前，貓?zhí)幱谒琅c活的疊加狀態(tài)，即同時(shí)生又同時(shí)死的狀態(tài)，打開盒子通過觀測(cè)才能確定貓具體的生死狀態(tài)。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

很多人對(duì)此不解，認(rèn)為無論是否觀測(cè)，結(jié)果在觀測(cè)前已經(jīng)確定，即貓的死亡在打開盒子時(shí)已確定，觀測(cè)只是表現(xiàn)了這種狀態(tài)而已，并非觀測(cè)決定了貓的生死。因而，無法真正理解貓因觀測(cè)而確定生死這一奧妙，貓?jiān)趺纯赡苌蜡B加?

啟科量子聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家羅樂表示，“薛定諤的貓”實(shí)際上是量子力學(xué)中對(duì)量子疊加狀態(tài)的一種巧妙理解。用人類常規(guī)生活的普遍認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)來理解量子世界是會(huì)沖突的，很多量子力學(xué)世界的現(xiàn)象，在生活中找不到一一對(duì)應(yīng)的類比。

羅樂進(jìn)一步稱，若一定要以往的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)來解釋量子疊加狀態(tài)的話，可以想象量子狀態(tài)是發(fā)生嚴(yán)重矛盾情侶中的一方，內(nèi)心既愛又恨。在確認(rèn)對(duì)另外一個(gè)人到底是愛還是恨時(shí)，這一刻會(huì)得出略有含糊的愛或恨的答案，但整體的情緒是愛恨交加的，說出口的一瞬間類似對(duì)量子的觀測(cè)。觀測(cè)后發(fā)現(xiàn)，此時(shí)心中實(shí)則同時(shí)有不同程度的愛和恨，下一時(shí)刻再確定一次，可能這個(gè)愛與恨的狀態(tài)就會(huì)改變，量子的疊加狀態(tài)大概可以以此類比。

羅樂說，人類普遍對(duì)世界有兩種基本認(rèn)識(shí)：

第一，在某一個(gè)確定的時(shí)刻、確定的地點(diǎn)，事物總是處于一種確定的狀態(tài)。也許這個(gè)狀態(tài)會(huì)隨時(shí)間改變，但是在具體的時(shí)間點(diǎn)上，狀態(tài)是確定的;第二，如果觀測(cè)一個(gè)人(客體)的狀態(tài)，可以得到和這個(gè)確定狀態(tài)對(duì)立的確定結(jié)果。

但是，量子力學(xué)對(duì)這樣的確定性狀態(tài)卻給出了不同答案。

羅樂表示，量子力學(xué)從根本上挑戰(zhàn)了這一點(diǎn)，即某個(gè)確定的時(shí)空點(diǎn)，以“人”為一單位的狀態(tài)可能是不確定的，這種不確定不是說有幾種可能概率，而是在同一時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，同時(shí)處于多種狀態(tài)。當(dāng)這個(gè)“人”被觀測(cè)時(shí)，這種疊加狀態(tài)就會(huì)掉入一個(gè)確定的狀態(tài)，探測(cè)即確定。

“這個(gè)理解起來非常違反常理，但是用更文學(xué)化的語言來刻畫時(shí)，在另外一種角度上合情合理，同時(shí)也能夠被感知。就像剛才舉例情侶間的愛恨疊加。疊加帶來了想象的難題，以至于難以在現(xiàn)實(shí)中找到精確的類比，比如描述一個(gè)人可以同時(shí)在北京和上海，我們的想象難以和自身的經(jīng)驗(yàn)自洽。”羅樂說，事實(shí)上，量子計(jì)算正是基于這一讓我們看上去有點(diǎn)“詭異”的原理，將量子算力遠(yuǎn)超出經(jīng)典計(jì)算的范圍。

量子技術(shù)的確正在被應(yīng)用，并在未來潛力無限，但在目前，量子應(yīng)用到底能做什么?那些冠以“量子”之名的產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)，孰真孰假?

量子應(yīng)用到什么程度?

不抽血、不化驗(yàn)，拍一張照片7秒就能出體檢報(bào)告，搭配“秘制藥水”和“量子光療”等方法就能吞噬癌細(xì)胞，治療百病。

這一“量子治病”團(tuán)伙經(jīng)法院認(rèn)定，其4人以非法占有為目的，通過虛構(gòu)量子醫(yī)療保健技術(shù)，詐騙被害人體檢、購買私人定制方案等方式，騙取80名被害人55萬余元，犯罪事實(shí)清楚，證據(jù)確實(shí)充分，其行為構(gòu)成詐騙罪，最終分別判處該4人有期徒刑十年六個(gè)月至有期徒刑兩年緩刑三年等刑期，并處罰金。

還有廣西一傳銷團(tuán)伙，以“龍愛量子”名義傳銷詐騙，僅用了一年左右時(shí)間，經(jīng)司法鑒定發(fā)現(xiàn)，會(huì)員高達(dá)196萬多名，傳銷會(huì)員層級(jí)高達(dá)97層。經(jīng)司法會(huì)計(jì)鑒定：截至2017年8月31日，涉案的各類資金流入總額超過37.87億元，相關(guān)涉案人員刑期最長(zhǎng)被判11年。

假借量子之名騙錢的相關(guān)案例不勝枚舉，那怎樣才算真正的量子技術(shù)應(yīng)用呢?

據(jù)張毅介紹，量子力學(xué)從一百多年前1900年開始到1930年成熟，整個(gè)20世紀(jì)后半葉，科學(xué)技術(shù)發(fā)展都是量子力學(xué)驅(qū)動(dòng)的。但當(dāng)時(shí)只是初步認(rèn)識(shí)到量子疊加與糾纏的物理特性，基本沒有涉及操控量子，即量子疊加與糾纏的應(yīng)用。直到20世紀(jì)80年代人們才開始起步研究量子計(jì)算、開始操控量子，到2000年前后才出現(xiàn)少量成功算法。

目前，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)量子的操控，遠(yuǎn)沒有像現(xiàn)在電子計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用一樣成熟。不過，在實(shí)驗(yàn)室里，即便僅僅實(shí)現(xiàn)初步操控量子，也足以讓人見識(shí)到量子應(yīng)用的“魔力”。

圖為“九章三號(hào)”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。(圖源：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué))

據(jù)報(bào)道，中國(guó)科學(xué)家在2023年宣布量子計(jì)算機(jī)“九章三號(hào)”，求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題的速度，比目前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一億億倍。

但這是實(shí)驗(yàn)室的研究成果，離落地應(yīng)用還有相當(dāng)?shù)木嚯x。目前量子疊加和糾纏技術(shù)應(yīng)用有哪些呢?

啟科量子系統(tǒng)工程師蘇東波在接受中新社國(guó)是直通車采訪時(shí)表示，量子技術(shù)的方向，行業(yè)內(nèi)主要是量子通信、量子計(jì)算和量子傳感三個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)。但量子計(jì)算技術(shù)是一個(gè)底層技術(shù)，有很多我們并不容易感知到。

據(jù)了解，目前金融、通信、交通等領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)分析等方向，都有和量子技術(shù)進(jìn)行相互融合、賦能的合作。美國(guó)等國(guó)家在軍事等方面非常注重量子技術(shù)研發(fā)，并且目前已經(jīng)開始應(yīng)用。

但我們什么時(shí)間才能感受到應(yīng)用操控量子疊加和糾纏技術(shù)帶來的明確變化，這一前景目前還尚不清晰。

至于涉及量子的產(chǎn)品的標(biāo)注之所以如此混亂，與量子作為新興產(chǎn)業(yè)有關(guān)，而美國(guó)則已經(jīng)對(duì)量子立法。

蘇東波表示，我國(guó)在量子通信領(lǐng)域已發(fā)布了一系列標(biāo)準(zhǔn)，量子計(jì)算則僅有部分標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。國(guó)際上現(xiàn)有的一些關(guān)于量子計(jì)算機(jī)性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，一部分在業(yè)內(nèi)得到認(rèn)可并被廣泛采用，單就量子計(jì)算而言，我國(guó)目前還沒有就此形成具體統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

中消協(xié)曾在2019年發(fā)布提醒稱，為了迎合消費(fèi)需求，目前市場(chǎng)上涌現(xiàn)出一些打著“高科技”“健康”等標(biāo)簽的所謂“量子產(chǎn)品”，如量子護(hù)膚品、量子保健品、量子美容儀、量子鞋墊、量子水杯、量子吊墜、量子內(nèi)褲等等。這些產(chǎn)品被宣稱擁有強(qiáng)大的功能，但往往名不副實(shí)。

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