科普“一日游”上天又入海，“高精尖”科技原来一点不难懂

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作者：青年报



青年报·青春上海记者 刘晶晶/文、图

“在古时，尼安德特人的脑容量更大，也更早使用工具，那为何尼安德特人消失了呢？因为智人先发明了基本的符号和语言，实现了信息的交互，最后胜出成为了人类祖先。这也证明，信息一直是人类发展重要的法宝，信息的隐私也带来了思想的自由与多样性。”4月17日上午的上海科普大讲坛，中国科学技术大学教授、物理学院执行院长陈宇翱的开场白是从人类的起源讲起的，他要讲的题目却是量子科学。

讲量子从人类起源开启

从古希腊雅典学院的繁盛，到春秋战国的百家争鸣，再到几次科学革命，陈教授以人类发展的脉络探讨了信息交互的重要性，最后带出了当日的主题——全球化量子通信网络及未来展望。

“23×17等于多少？”“391！”台下很快答对。“哪两个数相乘能得出437？”这次台下的声音就稀稀拉拉了。“你们看，我们要顺着算很快，但要逆着算就很费劲，数字越大就越难。512位的数字，逆算用大数分解，普通计算机要算15万年，而量子计算机只需1秒。”简单的小互动让大家对量子计算机有了基本的概念。

“量子最基本的特质是不可分割，还有一个是量子叠加性，在量子世界一只猫可以处在死和活的中间状态。而叠加也导致了量子的不可克隆。量子力学告诉我们，单个量子状态都不能复制一模一样的，即便克隆出来一个人，也不可能一样。小朋友回家后发现家里出现了两个爸爸，这样的梗在量子科学发展到一定程度后，在科幻小说里也都不再出现了。”

“由于不可克隆的特性，所以通过量子方式协商密钥，相当于先分发钥匙，这些钥匙只是一堆随机数，没有信息。看是否有人试图复制或窃听，确保安全后，再进行加密，也对信息安全的保护有切实的帮助。”

通俗易懂的语言，让人很快明白了量子的特质以及量子信息研究的重要性。而在陈宇翱教授的介绍下，在场的大小朋友们也了解到了我国量子通信技术取得的一系列成就：2016年，我国发射全球首颗量子通信卫星“墨子号”，在国际上率先实现星地量子通信；2017年，我国开通世界首条量子保密通信干线“京沪干线”，它与“墨子号”构建了天地链路，并在此基础上成功实现了洲际量子保密通信；2021年初，我国首款量子安全电话SIM卡面市，量子通信开始走向民用。



现场青少年听众最多

从“量子通信”到“量子安全”，这些高难度概念，被深入浅出的剖析，也让在场的听众们踊跃地举手提问，记者也发现，在场的大部分听众都是青少年，以及陪伴他们来的年轻父母。

“量子技术有一定技术含量，是不是以后不适合平民使用？”这是一名小男孩的发问。“你爸爸妈妈的手机有技术含量吗？”“那是因为手机的设计的适合普通人操作。”“那一样啊，以前计算机也是很大，一般人用不起，现在家家都有。量子技术未来也可以设计的适合大众使用。”陈教授耐心地作答。

“您刚刚说墨子号是天上最亮的星？那我们什么时候能看到？”还在天上的墨子号也是很多小朋友最为关心的。“一般晚上12点左右，最晚12:40，最早11:50。但是只有在秀浦路99号方圆一两百米之内，而且需要晚上有实验任务的时候才可以看到，也跟天气有关。我们有一个墨子沙龙，会组织观墨子星的活动，2019年我们组织过两三3次，都成功观测到了，去年因为疫情关系暂停了。希望今年还能继续组织，也欢迎大家参加，尤其是我们青少年朋友。” 陈教授很诚恳表示：“毕竟何时量子技术能真正走出太空，还是要靠在座的小朋友们来实现了。”

“我觉得很有意思，儿子喜欢科学，对量子计算机也有点好奇，所以这次就带他过来体验一下。没想到我自己也听得津津有味，而且也听懂了。多了解这些前沿科技，对他长大以后的学习和发展方向也是种启示。”讲座结束后，一位带着孩子来听讲的80后家长告诉记者。

多样形式让科普极具体验感

记者了解到，由上海市科委指导、上海科技馆主办、科学传播中心承办、上海科普发展教育基金会支持的上海科普大讲坛目前已举办162场，邀请到340多位海内外科学家进行精彩演讲，逾三万名听众到现场聆听。为了让听众愿意走近科学、也能听懂科学，科普大讲坛也是紧跟潮流，每次讲座都有直播。

而当天下午，另外一场“上海科普大讲坛·City walk”系列活动则带来了更强的体验感。科学家在海洋之下布了一张巨大的网？深入海底数千米的深潜器是如何在陆地上进行测试的？海底古生物和矿物放大几万倍后是什么样的？如何从蛛丝马迹中发现古海洋的秘密？位于临港的同济大学海洋地质国家重点实验室里，从事海洋地质、海底科学观测的研究人员和技术人员就带着报名的观众一起探索最前沿的海洋科技知识。

来自该实验室网测与数据中心的姜瑶老师结合东海观测子网等海底科学观测网的模拟图与模型，详细介绍了观测网的布局与数据成果，大气、海水信息、海底岩石圈等重要的数据信息都可以在这里获取。参观完“网”后，大家近距离参观了设备测试实验池和高压模拟仓，在这里，可以通过实验模拟海底9000米深的压强，“深潜”的意义与技术难点被形象地展示。

岩石矿物学工程师张灵敏通过扫描电子显微镜放大采集到的岩芯样品，探索肉眼看不到的形态结构与组成成分；海洋地质学副教授李建如则介绍了利用沉积学物理原理、通过“沉降”装置分离海水中微小颗粒物的方法；在有机稳定同位素质谱实验室，海洋科学专业在读研究生贾佳源为大家介绍了分离测试的化学方法。

“通俗易懂。”“讲解得非常好，清楚详细。”“很有意思。”直播评论中，很多无法到现场的科学迷们也纷纷留言。走进高新技术企业、植物园、动物园、历史街区，激发更多人对探索科学世界的期待与向往，这也是这样特别的“city walk”目的所在。

青年报·青春上海记者 刘晶晶/文、图

编辑:张红叶