上海
10月11日下午，墨子沙龙邀请南京大学物理学院教授于扬到中国科学技术大学上海研究院作题为《宏观量子效应-超导量子计算的核心》的科普讲座。本次活动采用线下讲座与线上直播联动的方式，让现场与云端观众同步参与，共同感受量子科学前沿的独特魅力。
01
追溯起源，理解“量子”概念
量子力学从何而来？“量子”究竟是什么？于扬教授以层层递进的设问展开讲述，将听众带回量子理论诞生之初。他从黑体辐射研究切入，介绍实验观测与经典理论之间的矛盾：经典理论能够解释低频段的部分现象，却在高频段给出辐射强度无限增大的结果，即“紫外灾难”。面对这一困境，普朗克提出能量量子化假设，以能量不连续的观念解释实验结果，为量子理论的发展打开了新的大门。
借助通俗比喻，于扬教授进一步阐明能量量子化的含义，帮助听众理解“量子”并非某种具体物质的名称。随后，于扬教授结合卢瑟福的原子核模型、玻尔的原子理论以及量子力学的建立，梳理人类认识微观世界的探索历程，展现实验发现与理论突破相互推动的科学发展过程。
02
聚焦宏观，揭示超导电路的量子特性
量子现象是否只存在于微观世界？宏观系统能否呈现量子特性？围绕这些问题，于扬教授将讲述从微观粒子延伸至超导电路，介绍宏观量子隧穿、能级量子化与量子相干等现象。通过相关实验，于扬教授说明，在特定条件下，电路中的宏观变量也能够展现量子行为，使人们得以在人工构建的系统中观测和操控量子效应。
在此基础上，于扬教授阐释了宏观量子效应与超导量子比特之间的联系，揭示讲座主题中“核心”二字的科学内涵。同时，于扬教授结合团队在约瑟夫森结中观测相干宏观量子现象、延长相干时间等方面的研究经历，介绍超导量子器件的发展，呈现基础物理研究如何为量子计算提供支撑。
03
面向应用，探索量子计算前沿
从量子通信、量子精密测量到量子计算，于扬教授介绍了量子科学在信息技术中的应用方向，并以大数分解和数据库搜索为例，解释量子算法在特定任务上的潜在优势。围绕量子计算为何强大、又为何难以实现，于扬教授指出，量子态容易受到环境干扰，量子比特的初始化、操控与测量均面临严格要求。走向实用化，既需要增加量子比特数量，也需要提升操控质量、延长相干时间。
04
在持续追问中生长
互动环节，观众围绕量子计算机、量子隧穿以及人工智能对科研领域的影响等话题提问，于扬教授逐一作答，以深入浅出的讲解回应大家的好奇与思考。从量子现象的理解到科研未来的展望，一问一答延续了讲座的思考，也让科学探索的热情在持续追问中生长。
05
结语
一场讲座的结束，也是新的思考的开始。于扬教授以深入浅出的讲述，将抽象的量子理论与前沿科研联系起来，让观众走近超导量子计算背后的科学世界。那些关于微观与宏观、未知与未来的追问，如同一粒粒科学的种子，在交流中悄然播下。它们或许会生长为一次主动的阅读、一场深入的讨论，乃至一段探索未知的旅程。以知识回应好奇，以交流启发思考，让前沿科学走近公众，也让求知的热情在每一次追问中延续，静待科学的种子生根发芽。
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