物理系中国哪些大学厉害，怎么样「复旦新型高温超导体研究所」

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物理系中国哪些大学厉害，怎么样

在教育部的物理学第4轮学科评估中，有两所大学的物理学获得了A+的评分，分别是北京大学和中国科学技术大学。北大物理系的建设，可以追溯到1913年。北大物理学院管院士就有10多位，其余的杰出人才有很多，可以称得上是物理学的殿堂，在大气探测、电磁、光学、核物理、力学、量子力学、数学物理等等方面都有极高的建树。中国科学技术大学的物理学水平与北京大学的物理学不相上下，尤其是在量子力学等方面，不仅仅是领先全国，而且在国际上也很具有很大的影响力。除了这两所大学之外，有4所学校获得了A的评分，分别是清华，交大，复旦和南大。另外还有6所大学获得了A-的评分，分别是南开，浙大，武汉大学，中山大学，华中科技大学和吉林大学。

如果人类把量子力学全掌握了，科技会不会迅猛发展

如果“人类把量子力学全掌握了”，科技可能是会有一定的发展，或者是迅猛发展，不过，极大的可能大概还是量子力学自己又被什么力学给取代了，当初不真是人类太掌握了牛顿力学了，然后就有相对论和量子力学，把牛顿力学给取代了，物理学的历史归根到底就是在不断证伪自己。

不见得！很有可能把好事做成了坏事，加剧了人类毁灭进程，远古人类超智文明自我毁灭可能就是由于盲目乐观发展引起的，实验中物质变化超级快速，地球成了一颗原子弹，瞬间灰飞烟灭，而且不留痕迹！远的缺乏证据且不去说他，近期，巴比伦文明，埃及文明，古希腊文明，古印度文明都没落了，为什么，就是盲目自信，一意孤行引起的！

科技包含了科学和技术两个方面。在社会生产实践中形成的经验方法、经验技能叫技术。而技术的获得有两种途径：一是完全在实践中摸索、总结而获得，二是在科学理论的指导下通过实践来获得。技术的获得不能光靠科学指导，还需要实践总结。脱离实践是不会产生技术的！因此，题主的问题在我看来是——即便量子力学被人类完全掌握，也不会促使科技迅猛发展！相反，没有社会需求以及社会实践，量子力学都不会诞生！

翻开近代物理学史，可以发现，无论是量子力学还是相对论，都是在第二次工业革命爆发以后而出现的。为什么是第二次工业革命而不是第一次工业革命？因为第二次工业革命对技术的要求远远高于第一次工业革命。第一次工业革命没有要求人们大规模地使用高温熔炉，也没有要求人们大规模地使用无线电。高温熔炉和无线电这两项技术在今天看来不算什么，但是对于物理学家来说那就不一样了。从物理学发展史来看，正是这两项技术催生出了量子力学和相对论。从这里我们看出社会实践对技术的诞生具有决定性意义！但是即便人们完全搞清楚了量子力学——到今天为止量子力学还存在没有解决也是急需要解决的基本问题，也不一定能使技术领域出现新的产业革命。原因很简单，技术依赖的客观实体还没有达到科学理论完全发挥作用所需要的技术指标。而且这些技术指标不能靠科学本身去实现，是能靠人类实践经验的不断完善来逐步实现。我这么说比较抽象，举个例子。现在有一些做仿真的科技论文，在丝毫不考虑实际情况下，完全根据理论去模拟仿真一些物理器件的功能，结果发现仿真出来的器件在技术层面超出人类现有技术！仿真一般是纯粹依赖理论的，但是往往理论给出的结果都不具有实际意义。这反映理论有时候会脱离实践，换句话，完全掌握某种理论而不去实践，那么最好就不要谈技术，否则和瞎指挥没什么两样儿！

人类如果完成了终极理论或者大统一理论，人类就可以把量子力学全掌握。而且，人类完全掌握了量子力学，那么人类也就完全掌握了终极理论或者大统一理论，而且人类在终极理论或者大统一理论的指导下，人类科技将获得迅猛发。

飞碟，引力，超光速，超导体及量子纠缠这些问题，只有人类建立了终极理论或者大统一理论，人类才能明白，才能掌握。

施郁（复旦大学物理学系教授）

可以这么说。如果我们清楚知道如何将量子系统（特别是由很多小量子系统耦合起来的整体）如何能够克服环境的扰动而保持量子相干，同时又能够充分地操控量子系统，那么我们就能够成功做出量子计算机。量子计算机能够有效地解决一些目前经典计算机不能有效解决的问题，这一点就足够引起科学技术的迅猛发展。而且，那样我们还可以有全新的按照需要制备新材料以及新药的方法，比如将原子按照我们需要直接组装，还可以导致新的更精密的测量手段。 如果我们全面掌握了量子力学，也意味这我们了解了引力的量子理论，以及如何在量子力学框架中，将各种基本的相互作用统一起来。 全面掌握量子力学也意味着我们知道对于宏观世界，量子力学是如何过渡到经典理论的，也了解到量子力学在什么情况下失效。如果是那样，我们将迎来新的科学革命！

量子计算机为什么需要量子>胶葛/h2>

基本的回答是：如果不用量子纠缠，量子计算机就没有优势可言了。

很多人都知道，量子计算机的好处就是它算得快，比经典计算机快得多。为什么算得快呢？常见的解释像这样：

中国有一个寓言，叫“杨子见歧路而哭之”。杨朱听说有一只羊在道路分叉的地方走失了，不知道走哪条路去寻找，难过的哭了。传统计算机解答问题也是这种套路：只能是先走一条路，然后再走另外一条路，做不到两条路一起走。
量子计算机，则不一样了，它可以像孙悟空变出很多个小孙悟空走不同的路一样，搞平行计算。这就相当于，一台计算机，一下子化身成千千万台台计算器，同时开工做算术题。

但是我需要强调一下，这种解释是大大简化的，遗漏了一些非常重要的点。这个解释唯一正确的地方，是说明量子计算机的优势在于并行计算。但量子计算机如何实现并行计算，这个比喻就约等于什么都没说了。

实际上，量子计算机的并行计算，并不是随随便便就能做到的，而是需要巧妙的算法设计。典型的办法是这样：

对n个量子比特的体系，使每个量子比特都处于自己的|+> = (|0> + |1>)/√2态，那么整个体系的状态就是|++…+> = (|00…0> + |00…1> + … + |11…1>) /2^(n/2)。

量子比特

仔细看看你会发现，0和1的所有长度为n的组合都出现在其中，总共有2^n项，刚好对应n个经典比特的2^n个状态。对这个叠加态做一次操作，得到的就是所有2^n个结果的叠加态。量子比特的一次操作，就达到了经典比特2^n次操作的效果！

在这个意义上，量子计算机实现了并行计算。但在欢呼之前，我们需要认清，这个巨大的优势并不容易利用。因为所有2^n个结果是叠加在一起的，读取出来需要做测量。而一做测量就只剩下一个结果，其余的结果都被破坏了。所以我们只能把这个优势称为潜在的巨大优势，真要利用它，需要非常巧妙的算法。

这样的算法只对少数的问题能够设计出来，例如“因数分解”。有些科普文章把量子计算机描写成无所不能，都快成神了，这是重大的误解。

一定要牢记：量子计算机的强大，是与问题相关的，只针对特定的问题。

现在你明白了吧，如果不用到纠缠态，只用n个量子比特各自的状态，你能做的事就非常少，这样的量子计算机跟经典计算机没有原理性的区别，而且由于成本更高，还会更不好用。所以，真正意义的量子计算机一定要用到量子纠缠。

在量子系统状态空间中，非纠缠态是个零测集，连接初始状态和输出状态的曲线，如果只允许经过非纠缠态，则其长度一般不会是整个空间的最短路径，可能比允许经过纠缠态的路径长，即复杂度不会最优，效率非最高。另，如计算系统仅经由弱纠缠态，则可被经典计算机有效近似。

量子计算机指的是利用量子力学基本规律和原理来进行数学逻辑运算的计算机。我们传统的计算机，是基于半导体技术进行逻辑运算的，其基本原理就是半导体中以电子是否导通来定义0和1，也就是说，仅仅用到了电子的电荷性质。但一般来说，电子本身还带有自旋和轨道等量子性质，对其进行相关的操作也能做到逻辑运算的目的。更推广来说，一切微观粒子，包括电子、光子和原子本身，都具有量子物理方面的特性。充分利用微观粒子的量子特性，以量子力学基本原理为基础，构建的逻辑运算元件，就是量子比特。

因为量子力学过程是并行发生的，所以量子计算机在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，远远超越了经典计算机。举例来说，面对一个超大的线性方程组，传统的超级计算机需要计算30年，但同等层次的量子计算机，或许只需要0.01秒就能解决。运算能力和速度有了数量级式的提升。

实现量子计算机的途径有很多，目前最有希望实现的主要有基于光子纠缠的光量子计算机、基于离子阱技术的冷原子量子计算机、基于超导比特电路的超导量子计算机等。仅仅光量子计算机是需要光量子纠缠态的，后两者都不需要。相对来说，超导量子计算机的发展速度要快一些，它的基本原理又分为三类，分别基于电荷比特、磁通比特、位相比特等三种不同超导量子比特技术。这三类超导量子计算机都可以通过传统的固体电路加工方法来实现，和目前计算机芯片加工技术非常接近，也意味着超导量子计算机实现起来要相对容易一些。事实上，基于量子退火原理的D-wave量子计算机已经走向市场了，尽管圈内仍不认为这是一台严格意义上的量子计算机，但它在某些计算方面已经凸显出独特的优势。

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