量子计算百年风云史 “量子比特”何时统治世界？

理论的正确。

　　1911年第一次索尔维会议上的与会者合影，拍摄于布鲁塞尔的大都会酒店。

　　这是量子理论首次成功地解释了物理问题，于是自然而然地引起了物理界的重视，到1911年，在跨国化工集团索尔维的赞助下，第一次索尔维会议在比利时召开，包括普朗克、亨德里克·洛伦兹（Hendrik Antoon Lorentz）、居里夫人（Marie Sk?odowska Curie）、庞加莱（Jules Henri Poincaré）、阿诺德·索末菲（Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld）及爱因斯坦等在内的物理学家都出席了这次会议，而此次会议讨论的主题就是量子辐射理论。

　　虽然爆发欧洲战争的氛围越来越紧迫，但是，量子理论的研究不仅没有受到外部环境的影响，反而取得了更大的进展，它恰如星星之火一般逐渐点燃了整个欧洲的物理学家对世界的天才认识和分析。

　　1913年，玻尔（Niels Henrik David Bohr）发表了题为《原子构造和份子构造》（On the Constitution of Atoms and Molecules）的3篇论文，引入了普朗克常数将量子假说和原子理论结合起来，建立原子模型，同时，玻尔阐明了光谱的发射和吸收，并且成功地解释了元素的周期表，使量子理论取得了重大进展。

　　但是，玻尔的理论本身是建立在将量子理论和经典力学结合基础上的结果，本身依然存在着不少缺陷，它不仅无法计算光谱的强度和结构，甚至也无法解释氨原子光谱。

　　随着在解答现象方面的困难越来越大，玻尔等物理学家陷入到经典物理和量子物理两者之间的矛盾境地，到了20年代中期，这种矛盾越来越突出。回忆起当时的情形，泡利（Wolfgang Ernst Pauli）的态度反应了物理界当时的困境："那时候，物理学又陷入进退维谷的境地，无论如何对我来说那都太难了，我多希望我是一个喜剧演员或其他什么的，要是从来没听说过物理就好了。"

　　但是，在玻尔、泡利等或依然顽固坚守自己的学说或无能为力的同时，另外一群人却开始另辟蹊径，继续大刀阔斧地修正完善量子理论。

　　1923年，法国物理学家路易·德布罗意（Louis de Broglie）指出实物粒子具有波粒二象性，并提出了"相波"（phase wave）的概念，这启发了薛定谔使后者在3年之后开创了波动力学的新道路。1924年，泡利提出了不相容原理，到了下一年，荷兰物理学家埃伦费斯特的两名学生乌伦贝克（George Eugene Uhlenbeck）和高斯米特（Samuel Goudsmit）则在此基础上提出了电子自旋的大胆设想。

　　在1925年，海森堡发表了论文《关于量子—对运动学和动力学关系的理论性重构》（über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen），矩阵力学横空出世。从此，量子力学真正第一次登上了物理学历史的宏大舞台并一发不可收成为这个舞台最耀眼的明星。

　　两年之后，海森堡提出了测不准原理，同一年，玻尔则提出了互补原理，他认为之前经典物理学中互相排斥的性质在量子力学中可能互相补充，波粒二象性乃至测不准原理都是量子力学这一特性的体现。

　　1927年的索尔维会议集合了当时为止人类历史上最天才的物理学家。（ Photograph by Benjamin Couprie， Institut International de Physique Solvay， Brussels， Belgium）

　　1927年，第五次索尔维会议召开，主题本来定为"电子和光子"，但是在大会上，玻尔、海森堡、德布罗意和爱因斯坦围绕着导波理论、矩阵力学等量子力学议题展开了争辩，爱因斯坦暗示自己反对玻尔等人对量子力学的阐释，而玻尔不甘示弱地进行了反驳，最终，双方谁也没有真正说服对方。

　　3年之后，在第六次索尔维会议上，爱因斯坦首先用一个光子箱实验来质疑测不准定理，直到第二天，玻尔等人才找出爱因斯坦论点中的漏洞，有力地反击了后者，使爱因斯坦不得承认测不准原理的合理性，事实上，这也意味着爱因斯坦短暂承认了早在1927年的会议上玻恩、海森堡就一再强调的观点，即量子力学是一种完备的理论。

　　终其一生，爱因斯坦始终对量子力学持怀疑态度。然而，就像爱因斯坦自己说的那样，他从来不相信上帝，在爱因斯坦心中，唯一能称得上宗教的只有对能够被科学所解释的世界结构的无限崇敬。

关于量子力学的争论并没有就此停止，从1935年和1949年，以爱因斯坦为代表的EPR一派和玻尔的哥本哈根学派先后进行了3次论战，随着量子力学的发展，事实证明，无论是玻尔及哥本哈根学派还是爱因斯坦，谁都没有完全输掉这场量子力学的论战，而谁也没有彻底赢下它，正是这样的激辩以及对科学观的坚持和态度推动着量子力学这门学科焕发出最