2025年11月6日,汪源老师为学生们带来了一场聚焦量子力学前沿科技的讲座。本次讲座以“2025年诺贝尔物理学奖与量子力学”为主题,通过“溯源量子,回顾诺奖辉煌轨迹”“聚焦当下,剖析量子科技应用”“展望未来,探索科技与人才交融”等内容讲解,吸引了汽车学院的学生踊跃参与,现场气氛热烈。


讲座上师生穿越时空,回溯到十九世纪末的物理学困境。当时,经典物理学遭遇“黑体辐射紫外灾难”,无法解释相关现象。普朗克为拟合实验数据,被迫引入能量量子化假设,这一关键举措标志着量子论的诞生,关键公式“能量 = 普朗克常数 × 频率”成为量子世界的开篇密码。英国物理学家开尔文勋爵提出的物理两朵乌云,即迈克尔逊 - 莫雷实验结果与以太漂移说的矛盾以及能量均分定则在黑体辐射能谱解释中出现的紫外灾难,最终推动了相对论与量子力学的诞生,成为20世纪物理学革命的起点。
在此基础上,详细介绍了1900 - 1933年奠基群星时期众多科学家的卓越贡献,1936 - 1980年的纵深演进阶段粒子物理、信息技术和理论深化等方面取得重大进展。,以及在1980 - 2025年的前沿突破时期,单粒子操控、激光冷却与捕获原子、玻色 - 爱因斯坦凝聚、腔QED与量子计算、纠缠验证与宏观隧穿等领域不断取得新成果,2025年诺贝尔物理学奖更是授予了克拉克、德沃雷、马蒂尼斯,他们在毫米级超导电路中观测到数十亿库珀对的集体量子隧穿,验证了宏观量子态的存在,突破了量子现象只能在微观观测的认知,为超导量子比特的可扩展集成提供了基石,也暗示了宏观与微观的界限并非绝对。

目前,量子科技已形成计算、通信、传感三足鼎立的格局。在量子计算领域,利用叠加与纠缠实现并行运算,超导、离子阱等方案竞相突破,为解决复杂计算问题提供了全新途径;量子通信以BB84协议为核心,墨子星等已完成城际密钥分发验证,保障了信息传输的安全性和保密性;量子传感依托压缩态与纠缠态,在引力波探测、原子钟等领域刷新纪录,大幅提升了测量精度和灵敏度。

未来,量子与引力、材料、生命的交汇将带来新的科学突破。在量子引力方面,统一广义相对论与量子场论,挑战黑洞信息悖论;量子材料领域,探索高温超导、拓扑量子计算,有望实现室温无耗散传输;量子生物方向,研究生物系统中的量子效应,如光合作用、候鸟导航,为生命科学开辟新的研究路径。
量子力学作为这个世界的底层逻辑,哺育了几乎所有的现代先进科技。对于大学生而言,量子科技的发展既带来了前所未有的挑战,也提供了广阔的发展机遇。他鼓励同学们积极投身量子科技相关领域的学习和研究,培养跨学科的思维能力和创新精神,以适应科技进步的需求。在科技飞速发展的时代,大学生只有不断学习和掌握前沿知识,才能在未来的职业竞争中占据优势,为国家科技事业的发展贡献自己的力量。
此次讲座不仅让学生们深入了解了量子力学的发展历程和前沿应用,更为他们指明了在科技进步浪潮中的发展方向。相信在未来的学习和科研道路上,同学们将以更加饱满的热情和坚定的信念,探索量子世界的奥秘,为推动科技进步和人类社会发展贡献自己的智慧和力量。
