2025年是量子力学建立100周年，联合国教科文组织把它确定为“国际量子科学与技术年”。不过这第一句也许就会引来一个问题，因为许多人听说过，量子力学是在1900年由德国物理学家普朗克开创的，那为什么2025年会成为100周年呢？

实际上，这是因为量子力学有两个发展阶段。第一个阶段是1900年到1925年，主要贡献者有普朗克、爱因斯坦、玻尔等人。这个阶段最大的特点是，他们的理论都只是对特定现象的描述，如黑体辐射、光电效应、原子光谱，不能统一描述所有物理现象，因为没有一个统一的方程。

而1925年的变化，就是海森伯第一次提出了一种对微观世界的统一描述（称为矩阵力学），薛定谔紧随其后提出了另一种等价的统一描述（称为波动力学）。因此从1925年到现在是第二个阶段，专业人士往往把这种有统一描述的理论才称为量子力学，而把第一个阶段那种粗糙的理论称为旧量子论。在这个意义上，量子力学的诞生是在1925年。当然我想，联合国教科文组织之所以把2025年制定为国际量子年，最大的原因恐怕还是他们总要为每一年设置某种意义，而2000年已经被制定为国际数学年了（为了纪念希尔伯特在第二届国际数学家大会上提出23个问题100周年），所以2025年就分配给量子力学吧！

然后就引出一个问题：在这100周年之际，量子科技发展到了什么程度？

实际上，对此的回答也可以分为广义和狭义。

广义的回答是，现代社会几乎所有的科技都属于量子科技。这是因为，许多基本问题是只有量子力学才能解答的，例如原子的稳定性和材料的导电性。在这个意义上，只要你用电，你就用到了量子科技！

狭义的回答是，在很多语境下，量子科技是特指一些前沿科技，如量子信息和量子物质。这个范围就小得多了，把激光、核能、半导体、核磁共振、发光二极管等早已普遍应用的科技排除了出去。这种意义的量子科技，是怎么来的呢？

让我向大家隆重推荐一本书，《2025科学发展报告》。它和《2025高技术发展报告》《2025可持续发展报告》一起，在2026年7月9日，中国科学院第22次院士大会期间，由中国科学院学部发布（https://www.cas.cn/cm/202607/t20260710_5115232.shtml）。

你也许想问，《科学发展报告》是从哪年开始出版的？回答是1997年。这个系列是面向国家政府决策层和社会公众的年度报告，至今已出版发行25本。它的定位是多方位综述国际科学研究进展，报告全球与中国科学的发展态势，评述前沿动态，推介重大成果，提出促进我国科学发展的思路与建议。

《2025科学发展报告》的第二章“科学前沿”中有一节“量子物质与量子技术前沿”，作者是三位中国科学院院士，潘建伟、向涛和陈仙辉。这其中潘建伟院士和陈仙辉院士是我在中国科学技术大学的同事，向涛院士是中国科学院物理研究所研究员。潘建伟院士是量子信息方面的国际著名科学家，陈仙辉院士和向涛院士分别在高温超导的实验和理论方面有重要贡献。2025年6月10日，多名物理学家齐聚海森伯1925年提出矩阵力学的地点黑尔戈兰岛（Helgoland），庆祝量子力学百年诞辰，有29人应邀做报告，而这其中来自中国本土科研机构的只有一个人，就是潘建伟（庆祝量子力学百年，黑尔戈兰2025会议上的华人面孔 | 陈晓雪）。

下面，我们就来看看“量子物质与量子技术前沿”这篇文章中对量子科技的解读，其中提到的量子技术基本上指的就是量子信息。

量子力学的建立启动了一场深刻的科学革命，不仅重塑了人类对微观世界的基本认知，更催生了从晶体管、激光到当代信息技术的巨大飞跃。自20世纪90年代以来，量子调控技术不断取得巨大进步，有力推动了以量子科技为核心的“第二次量子革命”的迅猛发展。

量子技术旨在通过量子调控主动操控量子态（如叠加、纠缠），以实现超越经典极限的信息处理能力，主要方向包括量子通信、量子计算和量子精密测量。量子技术可为提升计算能力、保障信息传输安全、提高测量精度等提供革命性解决方案，从而为国家安全和国民经济高质量发展提供关键支撑。将量子调控应用于新奇材料与物态研究，又逐步衍生了“量子物质”这一概念。通过在微观量子效应高度可控的平台（如超冷原子、超导量子比特）上人工创造和模拟量子物态，可以有效揭示和认识高温超导、量子磁性等复杂多体物理的微观机理，并为未来量子技术提供新原理、新方法和新载体。

大家都看明白了吧？下面，此文又分领域阐述了量子计算、量子通信、量子精密测量、量子模拟、高温超导、关联拓扑新体系等领域在2025年的进展，最后给出总结与展望。让我们依次摘录各部分的目录，并介绍一些内容。

一、量子计算迈入可扩展与容错新阶段

1. 原型系统规模与性能持续突破

2. 量子纠错突破纠错阈值

3. 量子优势算法研究显露新思路

4. 支撑系统和先进制造工艺进一步提升

在这一部分，重点介绍了中国科学技术大学的“祖冲之三号”与美国谷歌的“垂柳”（Willow）这两台超导量子计算机，它们在量子计算优越性（即超越经典计算机的计算能力）以及量子纠错方面取得重要突破。除此之外，还有中性原子和离子阱量子计算机、面向实际问题的量子优势算法以及低温电子学、单磁通量子控制技术、稀释制冷机等方面的进展。

可以看到在量子计算方面，总体上是美国迅猛前进，中国紧追不舍，正在进入以“可扩展、可纠错、可应用”为核心的新阶段。当然，无论是谁，都还没有实现有实用价值的量子计算应用，这正是当前努力的目标。把这个领域排在第一位，也正显示了它的热门程度，包括得诺贝尔奖的热度、吸引研究者的热度以至吸引投资的热度等等，这确实堪称当今科技界最热的领域之一。

二、量子通信加速向全球化量子网络进军

1. 量子网络架构突破多节点瓶颈

2. 星地量子通信迈向实用化、高效率组网

在这一部分，重点介绍了中国科学技术大学突破单个中继节点限制、首次包含三个量子中继节点的五节点量子网络架构以及中国联合团队在量子微纳卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发。此外，英国在超过410公里的光纤链路上实现了实时量子安全视频会议等功能，美国实现了两州之间（伊利诺伊州至印第安纳州）的量子密钥分发。在星地量子通信方面，欧洲空间局、加拿大航天局以及美国的霍尼韦尔公司、波音公司等纷纷入场竞逐。

这个领域的发展趋势是，量子通信正在从点对点链路向多节点、可扩展的网络化阶段迈进，并加速推进星地一体化广域量子通信的实用化进程。总体而言，在量子通信的应用方面，中国可以说是一马当先，日常的用户规模已经达到了几百万。但欧美日等等也在努力追赶，绝不像某些人说的那样，只有中国在做量子通信，其他国家都不做，因为他们知道这东西不靠谱。

我感觉，许多人之所以对量子通信唧唧歪歪，归根结底还是因为中国在这个领域领先了，他们对此很不适应。如果把情况掉个个，美国率先发射了量子通信卫星，率先开通了量子通信网络等等，而中国远远落后，那么你猜，他们会不会找种种理由说这东西压根没有用处？我估计不会的，他们没这个勇气！这时，他们恐怕就只会跟风盛赞量子通信真是了不起，也许顺便再抨击一下中国的落后。

三、量子精密测量迈向极限精度与新兴应用

1. 在时空和物质探测方面不断突破极限

2. 在生命科学和成像等领域进一步展现应用潜力

在这一部分，介绍了中国科学技术大学基于金刚石氮-空位色心的量子纠缠实现噪声环境下纳米尺度单自旋探测，以及首次提出并实验验证主动光学强度干涉合成孔径技术。此外介绍了美国在原子钟与光学晶格钟上的突破，其中美国国家标准与技术研究院（NIST）的铝原子钟精度达到了500亿年误差不超过1秒。

文中对这个领域的总结是，量子精密测量技术通过利用量子纠缠、相干性等独特资源，在灵敏度、分辨率与精确度上不断突破经典极限，并进一步展现应用潜力。我也经常说，在量子信息的三个分支量子通信、量子计算和量子精密测量中，量子精密测量是最容易被大众理解的一个，因为不需要了解量子力学原理，就很容易了解它的效果。提高测量精度的重要性，任何人都一望可知。

四、量子模拟为新奇物态研究提供强力工具

1. 超导量子模拟器实现新奇拓扑物态

2. 冷原子光晶格模拟揭示强关联体系微观机制

3. 中性原子演示新自由度超纠缠态

在这一部分，介绍了中国科学技术大学、浙江大学、山西大学以及哈佛大学、加州理工学院的进展。量子模拟这个领域可以理解为量子信息与量子物质的交叉，它是用一个量子体系来模拟另一个量子体系，通过构造一个比较容易实现的量子体系，探测另一个难以实现的量子体系的性质。文中对此的总结是，高度可控的量子模拟平台已成为探索强关联、拓扑等新奇物态及其微观机制的有力手段，可为新材料发现提供科学基础。

五、量子物质研究促进高温超导的系列突破

1. 镍基高温超导体取得系列突破

2. 铜基高温超导体系中超导二极管的工作温度大幅提升

3. 多种材料体系中观测到有限动量配对超导特征

在这一部分，介绍的成果竟然全都来自中国的科研机构，包括中山大学、清华大学、复旦大学、山东大学、南方科技大学等等，外国的一个也没有。也许这反映了，在高温超导领域中国是全世界最活跃的国家。文中对这个领域的总结是，高温超导在多个前沿方向取得关键突破，不断逼近实用化门槛。

六、关联拓扑新体系研究进一步深化并展现应用潜力

1. 莫尔平带体系揭示关联与拓扑交织

2. 磁性拓扑材料取得新进展

这一部分的成果单位分布，非常有意思。在第一节即莫尔平带体系，介绍的全都是美国的成果，包括康奈尔大学、哥伦比亚大学、加利福尼亚大学圣芭芭拉分校和麻省理工学院。而在第二节即磁性拓扑材料，介绍的全都是中国的成果，包括清华大学、中国人民大学和香港科技大学。文中对这个领域的总结是，莫尔超晶格和磁性拓扑等强关联拓扑新体系的研究不断深化，不仅加深了对量子物质的机理认识，也逐步展现出应用潜力。

最后，我们来看第七部分“总结与展望”。实际上，这部分在逻辑上可以非常明显地分成三段。

第一段是讲成就，原文是：

当前，量子科技发展呈现出多路径并行、多层面突破的鲜明特征。量子计算正在翻越从实验室原型到实用化的关键分水岭，量子通信朝着构建全球化安全网络的目标加速推进，量子人工智能深度融合算法与物理，赋能科学研究全过程，量子物质研究在揭示新奇物态与机理方面成果丰硕，并与新材料探索相互促进。

第二段是讲不足，原文是：

但也需要看到，当前量子计算的规模仍然有限，难以展示具有实用价值的优势，量子通信在信息安全之外的应用尚需探索，面向全量子网络的量子中继还需突破，量子精密测量在复杂应用环境下的系统鲁棒性和性能优势有待继续加强，量子技术走向实用化仍然任重道远。

第三段是展望未来，谈下一步需要突破哪些瓶颈，原文是：

未来，量子科技还需要继续突破大规模量子比特的相干控制精度、高效率量子纠错编码方法和物理实现架构、适应光通信波段的量子存储、高速率高效率的量子纠缠提纯、量子精密测量噪声抑制和可靠性优化等关键技术问题，通过硬件性能的持续优化、算法与软件的创新以及与人工智能等学科的跨领域深度融合，加快从实验室演示走向解决实际问题的实用化步伐，并催生革命性技术与应用。

介绍完整篇综述文章，我们对量子力学诞辰百年时的量子科技加深了很多认识。与此同时，也会产生一个问题：什么样的读者适合来读《科学发展报告》《高技术发展报告》和《可持续发展报告》这个系列书籍？

我觉得应该是所有的想对各个领域获得真正深入全面了解的人，包括政府决策者、企业家、投资家、科学家等等，当然，也包括有志于做深入科普的科技传播工作者。实际上，对一个领域最快获得了解的方法，就是直接去看教材、综述这样的高价值信息，而不是刷各种碎片化、娱乐化的信息。而这个时代的一大特征，正是有人来总结这样的高价值信息，而且我们能看到这样的高价值信息。