市面上究竟有没有真正的量子产品？

　　来源：中国科普博览

　　近些年，由于中国在量子通信领域的研究喜报频传，市场上出现了很多炒作“量子科技”概念的各种“伪创新”产品，比如，如量子水杯、量子按摩、量子鞋垫、量子医学等。

某购物网站可以搜索到的部分量子产品

　　为了避免大众上当，知名主持人甚至在节目中直接建议，“凡是用钱能够买到的量子产品全是假的”。

　　然而，很多人免不了会产生这样的疑问：量子到底是什么？量子力学、量子通讯领域研究成果这么多，目前真的还没有开发出实用的量子产品吗？我们今天就把大家的疑惑一一解答。

　　Part.1

　　什么是量子？

　　1900年，普朗克在这篇只有九页的论文里首次提出了能量的不连续性，一脚踢开了量子力学的大门。

　　量子到底是什么呢？

　　把一个长一米、宽一米的物体，放大十倍，再放大十倍，然后放大一千倍，再放大一千倍，最后再放大一百亿倍，你就进入了量子的世界。

　　量子世界里，所有物质都可以被还原成61种基本粒子。其中最重的基本粒子，质量也不超过3.1×10^-25千克。

　　和宏观世界不同，量子世界里很多物理量是不连续的，比如质量，电荷，甚至是能量，都有一个最小的单元。这些单元不可分割，任何数值只能取它们的整数倍。这就好比你可以从口袋里掏出5毛或者1分钱，但你永远也掏不出来半分钱。所谓量子，就是指这些不可分割的最小单元。 

　　Part.2

　　目前真的没有真正的量子产品吗？

　　并不是！今天你用到的每一款电子设备，其实都是量子力学的周边产品，它们的特点是，便宜、稳定，而且靠谱。

　　它就是晶体管。晶体管的祖师爷是瑞士物理学家布洛赫， 1928年，他在博士论文中提出布洛赫波的概念，在此基础上发展出的能带理论，极大推进了半导体材料的研究进展。能带理论揭示了固体内部电子的运动特点，因为这个理论，科学家才终于弄清楚了导体、绝缘体和半导体究竟是怎么一回事儿。

晶体管 （图片来源：维基百科）

　　1947年的12月23日，贝尔实验室的三位研究员利用锗半导体，发明出了第一枚点触式晶体管，这标志着信息时代的正式开始。

　　除了晶体管，另一款畅销的量子周边产品是固态硬盘。

轻便、稳定、存储信息较多的固态硬盘

　　它由1927年德国物理学家洪德发现的“量子隧穿效应”为原理制成：只要施加外部电压，电子能像穿越隧道一样，穿过势能远大于自身动能的势垒，进入浮栅，完成写入过程，比传统机械硬盘快得多。

　　固态硬盘的最初设计来自贝尔实验室，1967年，台湾工程师施敏和同事从甜点的夹层涂酱中获得灵感，制作出了一款基于量子隧穿效应的非挥发性内存；然后又经过20多年的研发，第一款成熟的固态硬盘产品才算诞生。 

　　同样基于“量子隧穿效应”制成的还有另一款产品：扫描隧道显微镜。扫描隧道显微镜的原型机是IBM公司的苏黎世研究实验室于1981年生产。它能探查物体表面单原子级别的起伏，甚至可以在低温下 用探针精确操作单个分子或原子。毫不夸张地说，纳米技术就是因为这款显微镜才得以诞生的。

　　这款产品的售价是80万人民币。相比其它的周边产品，这款贵是贵了点，但是它的作用大，本身价值也高，可以这么说，目前几乎任何一项新型材料的研发，都需要用到它。

几乎任何一项新型材料的研发都需要用到的扫描隧道显微镜（图片来源：百度百科）

　　还有一款非常有潜力的量子产品是，利用“受激辐射”原理开发的激光器。

　　受激辐射是爱因斯坦在1917年预言的量子现象。简单点说，就是通过刺激处于激发态的原子，让里面的电子跃迁到能量更低的状态，由此释放出频率一致，传播方向一致，相位一致，偏振状态一致的光子束。

　　直到40多年后，美国休斯顿实验室才用红宝石发射出了世界上的第一束激光。有了合适的激光器，你就能自己刻录光盘、扫描打印、切割玻璃，甚至还能用激光测距、做指纹鉴定、或者把它改造成激光灭蚊器。

　　Part.3

　　如何分辨市面上的产品是否真的是量子产品？

　　要想获得最准确的判断，当然是请教量子领域的专家。但毕竟我们大部分人都很难接触到量子领域的专家，这里我们给大家提供一个非常简单的方法。

　　总结一下这些靠谱的量子产品，你会发现，它们都有一个共同点：名字里面都不带量子两个字。

　　因为归根结底，“量子”只是一套微观领域里的物理定律。

　　就像你不会把“智人”两个字加在自己名字前面一样，真正靠谱的量子产品，也没有必要把量子写到名字上。