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量子技术,将为人们打开“新世界” ——专访河南省天特量子医疗科技有限公司总经理于自强

更新时间:2018-10-16    点击次数:3360次    文章来源:河南科技报
本报全媒体记者  吕 晓  实习生 尚株楠 文/图
近年来,随着科技不断进步,量子技术已成为世界科研的一大热点,迎来了前所未有的发展机遇。去年,世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生、“墨子号”量子科学实验卫星量子纠缠分发距离超过1200公里、世界首条千公里级量子保密通信“京沪干线”正式开通……随着信息技术的不断突破,量子科技走进人们生活的脚步越来越快。

那么,究竟什么是“量子”,它将如何改变我们的生活?近日,为全方位了解量子技术的科研及应用进展,记者来到专业从事量子能量技术应用研究的高科技企业——河南省天特量子医疗科技有限公司进行了采访。


本报社常务副社长李志民(右)向河南省天特量子医疗科技有限公司首席技术专家、董事长于来强(左)赠送《根系中原》一书。

走进量子技术的前世今生

“量子是什么?量子是最小的、不可再分割的能量单位。这个概念诞生于1900年,物理学家普朗克在德国物理学会上公布了他的成果,成为量子论诞生和新物理学革命宣告开始的伟大时刻。”谈及量子,河南省天特量子医疗科技有限公司总经理于自强如数家珍。
于自强介绍,通俗地说,量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。分子、原子、电子,其实都是量子的不同表现形式。也可以说,我们的世界是由量子组成的。而我们每个人,都是“24K”纯量子产品。“我们举手投足间,甚至是一次呼吸,就会有上万亿个量子在移动。”
据了解,1900年,德国著名的物理学家马克斯·普朗克在对热辐射的研究中第一个窥见了量子。1905年,爱因斯坦提出了“光量子假说”。随后,在 1925~1926年,定量描述物质量子特性的最初理论——量子力学诞生了。
“从此,人类开始进入量子时代。越来越多的人投入到量子力学的应用研究中,基于量子规律的新技术也不断涌现,这些量子技术深深地改变了人类的生活,其中最引人注目的成就就是激光技术和电子计算机的出现。”于自强说。
现代社会硕果累累的技术成就,几乎全都与量子力学有关。你打开一个电器,导电性是由量子力学解释的,电源、芯片、存储器、显示器的工作原理是基于量子力学的。走进一个房间,钢铁、水泥、玻璃、塑料、纤维、橡胶的性质是由量子力学决定的。登上飞机、轮船、汽车,燃料的燃烧过程是由量子力学决定的。研制新的化学工艺、新材料、新药,都离不开量子力学。当前,第二次量子革命正在到来,量子科技应用进入了新时代。
在量子力学中,科学家聚焦的是:在单个原子或次原子粒子尺度上,物质与能量的行为和相互作用。相较于宏观物理世界,量子有很多奇妙特性,诸如量子叠加和量子纠缠。中国科学技术大学教授朱晓波说,在宏观世界里,任何一个物体在某一时刻有着确定的状态和确定的位置。但在微观世界里,量子却同时处于多种状态和多个位置的“叠加”。
量子“纠缠”也很让人“奇怪”。根据量子力学理论,如果两个量子之间形成了“纠缠态”,那么无论相隔多远,当一个量子的状态发生变化,另一个量子也会超光速“瞬间”发生如同心灵感应的变化。人们利用量子的这些奇异特性开发创新型应用,已经取得了重大突破,比如量子通信和量子计算等。
新时代量子技术获新突破
在量子技术领域,我国在多个领域实现了重大突破。尤其是在量子信息技术领域非常有特色,处于全球领先的地位。我国量子技术离不开潘建伟。他是中国科学技术大学常务副校长、中国科学院量子科学实验卫星先导专项首席科学家,被称为“量子之父”。
于自强告诉记者,在量子保密通信方面,我国已经取得了一系列重大国际突破。去年8月,量子科学实验卫星“墨子号”在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态,被《自然》审稿人誉为“本领域的里程碑”;同年9月,世界首条量子保密通信干线、全长2000余公里的量子通信骨干网络“京沪干线”正式开通。
一种好的加密技术是至关重要的。于自强向记者解释,人类历史上,每出现一种好的加密技术,随后总会被破解,致使当今人们的信息安全仍遭受着很大的威胁。但量子通信在原理上能提供一种不能破解、不能窃听的安全的信息传输方式,因此,大到国防、政务、金融等方面,小到银行转款、个人隐私保护等,都可以起到比较好的作用。

在量子计算方面。我国同样在国际学术界是牢牢占据了一席之地,去年发布了全球首台光量子计算的原型机。于自强介绍,中国的量子科学家计划通过三到五年的努力,实现50个比特的相干操纵,使其计算能力在某些特定问题求解上,媲美目前最好的经典超级计算机。如果能够操纵一百个粒子,那么在某些特定问题的求解方面,其计算能力就可以达到目前全世界计算能力总和的100万倍。因此,这种非常强大的计算的工具可以用来解决一些传统经典计算机所解决不了的问题,比如气象预报、药物设计,还有一些物理材料的设计等。



一位市民在量子能量养生舱内体验。

量子医学开辟治疗新领域

“21世纪科学史上人类最伟大的成就就是量子科技 ,目前量子科学已经被广泛应用在很多领域,如通讯、计算机、激光、纳米、基因工程等,20世纪90%的诺贝尔物理学奖获得者及近几年来诺贝尔物理学奖获得者,都是在量子科学领域里做出了突出的贡献的,而量子技术在健康领域的应用对世界的影响将更为突出。”于自强说。
他安排科技人员现场做了一个有趣的实验:取来一瓶醋,分别倒入两个透明杯中10毫升,将其中一杯醋放置在薄片状量子超能共振器上1秒钟,然后让记者品尝。记者品尝后发现,经量子超能共振器处理的醋,酸味明显减弱。随后,工作人员拿来56度的白酒,进行相同实验。记者品尝后再度发现,经量子超能共振器处理的白酒,口感明显变得柔和。
1秒变口感,这是什么原因呢?“量子超能共振器并没有改变醋和白酒的品质,只是通过量子共振,将醋和白酒中的大分子水变为小分子,使其口感变得更柔和、更醇正。”于自强解释。经过量子技术处理的醋和白酒,更利于消化分解,对人体健康非常有益。
这个现场实验,使记者对量子保健产品有了初步认识。那么,究竟什么才算是量子医学呢?于自强介绍,量子科技和医学的结合称之为量子医学。它是建立在量子物理学和生物医学的基础上,运用量子力学原理来解析生物体的微弱磁场的变化,进而诊治人体各种疾病及调理亚健康状态的医学。它在医学检测、诊断及治疗等方面应用都非常广泛。
于自强说,量子所具有的波粒二象性,使之能广泛应用于医学。首先,量子具有微粒子性,最小的单位,如果把细胞比作地球,量子只有地球上一滴水大小。量子可以自由进出细胞任何缝隙而不留下痕迹。其次,量子具有高频能量波性,具有每秒上亿次的高频振动能量波。量子进入人体细胞后,带进去氧和养分,并通过共振能量波,逐渐剥离沉积在细胞膜上的各种毒垢,将其清除出细胞。因此,它能帮助人体疏通气血经络,调整阴阳平衡,全面提升人的机体免疫力。

美国《科学》杂志也曾报道,量子医学是一种不依赖任何药物和营养物质,而是利用物质所产生的印记频率所转化的生物信息,激发人体自愈系统以及肌体自我修复能,从而达到安全、迅速、自然、温和的治疗疾病的效果。“量子医学以自然疗法和顺势疗法的方式,诱导人体细胞核内的电子运动,产生微弱磁场,使人体自身的细胞维持一种动态平衡。”于自强说。利用量子波创新的量子医疗技术,也必将改变目前的医疗现状,开辟全新的治疗领域。


河南省天特量子医疗科技有限公司总经理于自强(左)向来访嘉宾介绍量子水处理器的功能和作用。

新农业革命将由量子技术引发

“量子在农业上的应用也将引发新的农业革命。”于自强说,量子农业也是一个全新领域。它不同于化学农业和基因农业,培育方式是以远缘靶向雾培技术进行衍生,所培育的品种无论是品质还是增产幅度都优于目前的化学农业水平。
量子农业讲究的是对自然的修复和回归,追求的是生态环境和天象、自然、人和的平衡一体。除了对虫害的驱除应用外,量子技术也被运用到种籽处理、产量增进、甜度改善、杂草管理等各个方面。据介绍,南京林业大学专家在农业生产基地应用量子能量灌溉技术,经过不断观察发现,量子水对植物生长的促进效果非常明显,果实增产效果在20%以上。
“量子技术在农业上的应用前景非常广阔。如今,量子农业已蓄势待发,发展想象空间无限,市场应用前景诱人。”于自强说,如量子应用于肥料,通过能量植入,可研发出量子生物肥、有机肥、土壤调节剂等各类产品;量子应用于蔬菜种植,可实现安全生产,生产出量子绿色蔬菜;它应用于粮食生产,可实现提质增效,为增产增收提供科技支撑……
对于量子农业技术研发,河南省天特量子医疗科技有限公司也获得了新的进展。该公司研发出的量子水处理器,在多家种植基地应用后,增产提质效果非常明显,受到种植户好评。据介绍,该公司是中国科学院量子研究机构的授权合作单位,拥有多项核心技术和国家专利,是量子技术研发和应用的领军企业。
该公司首席技术专家、董事长于来强多年来专注于量子技术研发,在量子能量植入技术及能量转能加载舱研发上获得了新突破。他率领团队经过不断研发创新,建造出了第六代量子能量转能加载舱,目前已在全国建造了28台能量转能加载舱。该公司还先后研发出了量子康疗椅、量子美容仪、量子光波仪等系列产品。
当下社会,新一轮科技革命正在飞速发展,颠覆性技术革新风起云涌。“量子技术即将颠覆未来,量子科技引爆产业革命的时代也将到来,人类生活和社会生产都将因量子技术而改变。”于自强说,“量子技术的广泛应用最终将把人类社会带入到量子时代,实现更高的工作效率、更安全的数据通信,以及更方便、更健康的生活方式。”