为什么说掌握了量子力学，你就拥有了改变世界的能力？因为量子力学是迄今为止，对人类物理学进程影响最大的一门学科。只要人类能够充分的认识，掌握量子力学，那么，就能带给我们的科技下一次的飞跃。现如今的理论物理学，有两大学科，受到了很多人的追捧；第一是爱因斯坦的广义相对论，第二则是已经诞生了一百年左右的量子力学。时至今日，广义相对论和量子力学已经得到了一定程度上的证实，也应用到了很多方面。尤其是量子力学，不论是手机，还是电脑，乃至于通信技术，加密技术等等，都有赖于量子科技的进步。可以说，这是我们目前最依仗的一门科学。很多科学家们都做出过这样的结论，说掌握了量子力学，那么就掌握了打开21世纪甚至22世纪大门的钥匙。如今，在众多科学家的不懈努力之下，量子力学在数理上不断得到完关评分，虽然它依旧晦涩难懂，但量子力学在过去的一百年里，已经为人类带来了太多革命性的发明创造。正像詹如斯.卡卡廖斯在《量子力学的奇妙故事》一书的引言中所述:“量子力学在哪?你不正沉浸于其中吗。”今天我们来盘点量子力学在现实中的五大应用。或许会改变你对量子力学的看法。

1：量子力学与晶体管

美国（探索）杂志给出真实世界中量子力学的一大应用，就是人们早已不陌生的晶体管。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。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。今天，英特尔和AMD的尖端芯片上，能够摆放数十亿个微处理器，这一切都归功于量子力学。

2:量子力学与超导材料

1911年荷兰物理学家昂尼斯发现超导现象，但是直到1957年才由三位美国物理学家巴丁、库珀和斯里弗用量子力学理论做出正确的解释。这一理论称之为BCS理论。进一步努力探索，才能全面解决超导理论。然而在1986年出现高温超导以后，用BCS理论无法解释高温超导体的各种性质，因此物理学家还需要进一步努力探索，才能全面解决超导理论。1940年，苏联物理学家朗道利用量子力学理论，解释了超流产生的原因。他们两位也因为这一贡献，先后获得诺贝尔物理学奖。超导材料是世界当代材料科学领域的前沿，目前超导材料正从研究阶段向发展阶段转变，正运用于越来越多的尖端科技中。如：超导列车，超导计算机和超导电力输送等等。因此超导材料技术有着重大的应用发展潜力，可解决未来的能源，交通，医疗和国防事业中的重要问题。

3：量子力学与量子计算机

1920年，薛定谔、爱因斯坦、海森堡和狄拉克，共同创建了一个前所未有的新学科——量子力学。量子力学的诞生为人类未来的第四次工业革命打下了基础。在它的基础上人们发现了一个新的技术，就是量子计算机。量子计算机，早先由理查德·费曼提出，一开始是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量子现象时，因为庞大的希尔伯特空间使资料量也变得庞大，一个完好的模拟所需的运算时间变得相当可观，甚至是不切实际的天文数字。理查德·费曼当时就想到，如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象，则运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。量子计算是通过巧妙地操纵量子叠加态，使用量子力学原理作为计算逻辑。基于量子纠缠的原理，量子计算机可以同时进行多条线路的并行运算，这意味着它可以同时分析所有可能性，这也是量子计算机超强信息处理能力的根源。量子计算机一旦应用起来，将带来计算领域的新革命。去年十月，潘建伟团队进一步研制出了66比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之2.0”，在随机线路采样任务上实现了量子计算优越性，所完成任务的难度较2019年谷歌“悬铃木”高出2—3个数量级。与此同时，潘建伟团队升级版的“九章2.0”也极大提高了其量子优势对于高斯玻色采样问题。计算时间比上代快了近百倍。使我国成为唯一在两个物理体系中实现量子计算优越性的国家。

4：量子力学与量子通信

量子通信技术简单来说，就是通过量子叠加原理所产生的。量子保密通信是一种通信加密手段。量子通讯具有高效率和绝对安全等特点，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。现在全球已经进入了信息化的时代，信息安全就成为重中之重。量子通信给我们的未来描绘了一幅令人遐想的图景，通过量子卫星与地面光纤网络构建新型的通信系统，通过与经典通信网络相融合，未来将可形成覆盖全球的广域量子通信网络，结合量子通信保密的特性，可以全面提升信息安全水平。而利用广域的量子通信网络，我们将可以发展出 空间分辨率极高的望远镜技术，便于更大规模的宇宙探索。也可以构建高精度的光频率传递网络，精度相比现在的微波时频网络可以 提高4个数量级。2016年我国发射了全球第一颗量子卫星墨子号，同时我国已经建成了量子通信的“京沪干线”，搭建了连接北京、济南、合肥、上海的全程2000多公里的量子通信骨干线路。并在2017年，首次成功实现千公里级的星地双向量子通信，这次通话标志着中国。在量子通信加密领域的巨大成就与突破，同时也表示了我国电子通信技术对世界的巨大影响。为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实的科学和技术基础。

5：量子力学与激光技术

与量子力学的经历相似，激光在早期曾经也被认为是“理论上的巨人，实际应用上的侏儒”。但今天，无论是激光切割机领域，还是“导弹防御系统”，激光已经在当代人类的社会生活中，占据了核心地位。激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦1917年预言的受激辐射，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。激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。

量子力学在过去的一百年里，已经为人类带来了太多革命性的发明创造。现代科技几乎没有不涉及量子理论的，比如激光，半导体，原子能，纳米材料和器件，凝聚态，等离子，量子化学，量子生物，量子宇宙学等等。量子物理让我们对世界的理解有了天翻地覆的改变。在量子力学诞生以后，我们对于世界的理解从原先的本体论变成了认识论。