利亞姆·霍爾 (Liam Hall) 在澳大利亞的一個農(nóng)場長大，曾是一名機械師，“指關(guān)節(jié)越來越油膩、刮傷”，但近年來，他的職業(yè)生涯發(fā)生了更加技術(shù)性的轉(zhuǎn)變。
　　他現(xiàn)在是澳大利亞國家科學(xué)機構(gòu) CSIRO 量子生物技術(shù)的負責人。
　　“我的背景有點奇怪。我一直想成為一名柴油機械師。這樣做了一段時間后，我想在大學(xué)做工程學(xué)。這讓我接觸到了物理學(xué)，然后又接觸了量子物理學(xué)。坐過山車是描述它的一個好方法，”他說。
　　　　　
　　他的團隊一直在開發(fā)診斷技術(shù)，試驗用尺寸約為50納米（比人類頭發(fā)細約1,000倍）的微小鉆石片制成的微型傳感器來測試患者的鐵水平。
　　目前的方法監(jiān)測一種稱為鐵蛋白的蛋白質(zhì)，它是人體的鐵儲存機制。雖然監(jiān)測鐵蛋白是測量鐵的好方法，但測量蛋白質(zhì)內(nèi)的實際鐵水平會更準確。
　　一種方法是測量鐵產(chǎn)生的微小磁場。但這種方法有一個大問題。
　　“[磁場]非常小，超出了任何傳統(tǒng)磁力計或顯微鏡的測量范圍，”霍爾博士解釋道。
　　然而，霍爾博士的納米級量子傳感器可以檢測這些微小的場并對其進行測量。
　　他說，未來，這項技術(shù)可以為任何特定疾病開發(fā)出早期標志，包括監(jiān)測可能預(yù)示癌癥的某些激素或蛋白質(zhì)。
　　霍爾博士說：“量子系統(tǒng)的優(yōu)勢始終在于，您可以以更低的成本實現(xiàn)更高的靈敏度和更輕松地識別化學(xué)物質(zhì)。”
　　霍爾博士是全球推動量子技術(shù)開發(fā)的一部分。英國、中國、美國和其他國家都在嘗試利用量子力學(xué)的奇怪特性。
　　CSIRO 首席科學(xué)家 Bronwyn Fox 教授表示：“量子是澳大利亞最有前途的增長機會之一，是創(chuàng)造新市場、新應(yīng)用的機會?！?br /> 　　量子力學(xué)誕生于20世紀初，源于對自然界最小物體的研究。科學(xué)家相信它有潛力擴大我們對宇宙的理解并以閃電般的速度解決復(fù)雜的問題。
　　應(yīng)用范圍似乎很廣；從環(huán)境科學(xué)和脫碳的進步，到網(wǎng)絡(luò)安全和新藥物?？赡艽嬖凇巴淌商肌辈⑵鋸拇髿庵腥コ姆肿?、為汽車、飛機提供動力的量子電池，旨在降低排放和運輸物流以減少道路擁堵。
　　量子研究的目標之一是利用亞原子粒子的力量來存儲和處理數(shù)據(jù)。
　　傳統(tǒng)計算通常使用位（零和一），而量子計算機使用量子位，它可以零、一或同時存在兩者的組合。
　　這就是事情變得有點奇怪的地方，粒子可以同時存在于多種狀態(tài)（這稱為疊加），并且還相互纏繞（或糾纏）。
　　“將量子疊加原理與另一種稱為糾纏的量子現(xiàn)象結(jié)合使用，它使您能夠執(zhí)行使用傳統(tǒng)計算機根本無法完成的計算。它開辟了進行一些非常驚人的計算的可能性，這些計算可以改變世界，”教授解釋道新南威爾士大學(xué)的安德魯·祖拉克 (Andrew Dzurak)。
　　“想象一下新冠病毒的新分支或另一種可怕的流行病。一旦你了解了它的分子結(jié)構(gòu)（可以使用標準實驗技術(shù)來完成），你就可以使用量子計算機計算如何制造專門攻擊該病毒的分子。
　　“你可以在一天之內(nèi)解決這個問題，而不是像地球上所有最偉大的生物和制藥專家那樣花費六到九個月的時間來研制出新冠疫苗?！?br /> 　　CSIRO 旗下企業(yè) Data61的團隊負責人 Muhammed Usman 博士表示，驅(qū)動量子計算的動力來自于糾纏，這是一種自然現(xiàn)象。
　　它很復(fù)雜，不容易掌握。特殊粒子（通常是光子或光斑）可以同時存在于兩個地方，但即使它們沒有物理連接，但仍保持牢固的連接。
　　“我想說，世界上沒有人完全理解糾纏的基礎(chǔ)知識，”烏斯曼博士誠實地評價道。
　　可能有量子互聯(lián)網(wǎng)嗎？很有可能。數(shù)據(jù)可以使用光粒子通過光纖發(fā)送，因此幾乎不可能被竊聽或黑客攻擊。
　　David Awschalom 教授在芝加哥普利茲克分子工程學(xué)院建立了200公里的量子網(wǎng)絡(luò)
在美國，芝加哥大學(xué)建立了該國最長的量子網(wǎng)絡(luò)之一。它全長近200公里（124英里），并且還在不斷增長。
　　David Awschalom 是芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院的分子工程和物理學(xué)劉氏家族教授。他還是該大學(xué)布洛赫量子技術(shù)中心的創(chuàng)始主任，該中心預(yù)計到2035年將創(chuàng)造30,000個量子就業(yè)崗位，并為經(jīng)濟創(chuàng)造600億美元的收入。這是與澳大利亞、印度、日本、荷蘭和以色列專家的合作。
　　“我們已經(jīng)擴展了通過數(shù)英里的地下光纖發(fā)送安全量子信息的距離，”他解釋道。
　　“但是還有一些重大挑戰(zhàn)需要克服。例如，對于量子計算，我們正在努力保持量子相干性，這意味著保持量子系統(tǒng)完好無損；糾錯，這意味著檢測和糾正由退相干引起的錯誤；以及可擴展性，這意味著能夠增加量子系統(tǒng)中的量子位數(shù)量來解決更復(fù)雜的問題。”
　　多年的艱苦研究仍在前方，但未來似乎正在迅速向我們沖來。
　　“量子人工智能是我們團隊的關(guān)鍵研究領(lǐng)域之一。機器學(xué)習(xí)和人工智能的計算量非常大，而量子計算有望提供計算能力，”CSIRO 的 Usman 博士解釋道。
　　“例如，自動駕駛汽車或無人機在攜帶致命武器的戰(zhàn)場上飛行。我們可以信任人工智能嗎？因此，我們發(fā)現(xiàn)將量子計算集成到人工智能中可以帶來非?？煽亢椭档眯刨嚨南到y(tǒng)，”他說。
　　“我的夢想成真是大規(guī)模量子計算機的出現(xiàn)，我們可以運行我正在開發(fā)的量子算法來尋找我們尚未發(fā)現(xiàn)的問題的解決方案，這將徹底改變一切?！?br />