近代科學自誕生之日起，不僅持續(xù)地催生了令人炫目的技術(shù)，而且極大地改變了我們的生活方式?？茖W無疑是技術(shù)的源頭，但卻不能僅僅是為了發(fā)展技術(shù)而去從事科學研究。因為科學是人類智慧的結(jié)晶，是現(xiàn)代文明的代表，科學不僅提供了令人賞心悅目的審美價值，而且已經(jīng)成為改造文化的巨大力量。作為理性精神的集中代表，近代科學的內(nèi)在精神瓦解了眾多在傳統(tǒng)上由宗教、皇權(quán)、習慣與風俗所統(tǒng)治的諸多領域，不斷地改變著人們的思維方式，并且取代它們成為思想和行動的指南。人們往往忽視了科學的這個更為重要的功能，即文化再造的功能。

　　我們不得不痛苦地承認，在我們的傳統(tǒng)文化中，最缺乏的是理性精神和演繹邏輯學的方法，直到五四運動，先賢們力圖請進“賽先生”和“德先生”。但是，按照楊振寧先生的說法，直到1949年中華人民共和國成立，近代科學才真正開始在中國這塊土地上扎根。所幸的是，歷史表明，作為現(xiàn)代文明的科學文化可以通過外部植入任何一種現(xiàn)存文化中，但這是需要長期的，在某些領域甚至是需要幾十年乃至上百年的不懈努力方可實現(xiàn)。但是，若是沒有改造文化的努力，就難以提升全民的科學素養(yǎng)。當然，在科學之內(nèi)和之外的任何領域，只要研究者想達到精確、嚴密和系統(tǒng)的理論化的境界，那么科學精神和嚴密的邏輯思維就是不可或缺的。同時，大眾的科學素養(yǎng)極其重要。因為，很難想象在大眾科學素養(yǎng)很低的情況下，科學可以得到健康的發(fā)展。因此，科學教育和科學普及不僅僅是為了培養(yǎng)未來的科學家，更應該是作為一種文化來開展，要讓科學文化植入中華文化，讓科學知識作為強化科學精神和確立邏輯思維方法的載體。這項任務任重而道遠。其中，科學普及則是連接科學與公眾的橋梁，是訓練科學思維、傳播科學精神、普及科學方法的重要載體，從而促使大眾樹立求真、求實的作風和嚴密的邏輯求證思維方式；更能夠激發(fā)讀者的探索欲和好奇心，引發(fā)讀者的思考；當然，它也將喚起年輕人對科學的興趣，吸引他們投身科研實踐。這是科學普及工作的要義。

　　當前，人類正經(jīng)歷百年未有之大變局，諸多技術(shù)的運用幾近極致。就基礎科學而言，諸多學科領域也正孕育著突破，因此催生的新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā)。在此形勢下，我國的科學與技術(shù)事業(yè)適逢巨大的發(fā)展機遇，也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。與此同時，我國科普事業(yè)發(fā)展兼程并進，越來越多的公眾體會到了科學的樂趣，觸摸到了科學普及的溫度。在科學發(fā)展日新月異、重大技術(shù)突破層出不窮之際，面對新時代的新需求，如何更有效地普及科學和前沿問題，傳播科學精神、科學思想和科學方法，值得廣大科技工作者關(guān)注和思考。

　　優(yōu)秀的科普作品根植于科學研究的沃土之中，科普離不開科技工作者的主動作為和深度參與，科技工作者不僅要成為科學傳播的開路者，更要成為全社會科學文化的堅守者。歷史上享譽國際、影響一代又一代人的科普著作，比如達爾文的《物種起源》、法拉第的《蠟燭的故事》、愛因斯坦的《物理學的進化》、竺可楨的《向沙漠進軍》、華羅庚的《統(tǒng)籌方法》等，都是科學大家結(jié)合自身科研實踐所創(chuàng)作的與自身研究領域高度相關(guān)的作品。近年來，在國家科學技術(shù)進步獎、全國優(yōu)秀科普作品獎等評選中脫穎而出的優(yōu)秀科普作品，大多也是廣大科學家從“科研”向“科普”的踐行。

　　“科學與未來：院士科普叢書”正是在這樣的時代背景下誕生的，它是由中國科學院學部科學普及與教育工作委員會策劃，并號召組織各領域院士專家創(chuàng)作的。該叢書強調(diào)前沿引領、科學嚴謹和通俗易讀，注重規(guī)范原創(chuàng)、思想價值和創(chuàng)新體驗?？傮w有如下特點。

　　一是強調(diào)從“科研”向“科普”的轉(zhuǎn)變，打通學術(shù)資源科普化“最后一公里”。而且，作者們將所述領域置于整個科學史的宏大背景之下予以考察，并特別注重與歷史、哲學、思想、藝術(shù)和社會的結(jié)合。大多采用講人物和故事的形式，增添閱讀興趣，進而逐步引導讀者形成自己的思考。

　　二是強調(diào)科學精神的弘揚與引領，不再停留在簡單的知識普及層面，而是以特定的科學知識為載體，激發(fā)公眾的科學熱情，弘揚科學精神，倡導培養(yǎng)邏輯思維，樹立基于科學的價值觀，從而形成有別于互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的具有獨特價值的圖書內(nèi)容。

　　三是強調(diào)科普主陣地由實用技能科普向科學素養(yǎng)科普的轉(zhuǎn)變，也就是從實用技術(shù)普及向?qū)茖W本身理解的轉(zhuǎn)變，激發(fā)讀者自己去探索科學知識的興趣，引導讀者建立自己的科學價值觀。

　　2018年5月，習近平總書記在兩院院士大會上強調(diào)：“當科學家是無數(shù)中國孩子的夢想，我們要讓科技工作成為富有吸引力的工作、成為孩子們尊崇向往的職業(yè)，給孩子們的夢想插上科技的翅膀，讓未來祖國的科技天地群英薈萃，讓未來科學的浩瀚星空群星閃耀！”

　　“科學與未來：院士科普叢書”的創(chuàng)作和出版是一次順應時代發(fā)展潮流的實踐探索，不僅希望更好地傳播傳統(tǒng)科學知識，更希望將科學知識、科學精神、科學思想和科學方法內(nèi)化為公眾的信念、思維、行為與習慣，希望將“永遠好奇、敢于質(zhì)疑、探求真理、勇于創(chuàng)新”的科學精神在中華民族心靈深處落地生根，希望不斷吸引一代代年輕人走進科學、奮勇向前，為建設世界科技強國、實現(xiàn)中華民族偉大復興而努力！

　　近年來，隨著量子信息領域的不斷發(fā)展，“量子糾纏”“量子通信”“量子計算機”等高科技詞匯頻繁地出現(xiàn)在大眾媒體中。與此同時，各種量子產(chǎn)品和概念更是層出不窮， “量子”一詞變得神秘莫測而又神通廣大，儼然萬物皆可量子。那么，量子信息是如何發(fā)展起來的？它究竟能為人類的生活帶來哪些新技術(shù)？又能為人類的科學帶來哪些革命？亟須量子信息領域的專業(yè)人士為我們撥開層層迷霧，回答這些問題。

　　郭光燦院士20世紀80年代初期即致力于推動我國量子光學的發(fā)展，90年代率先在我國開展量子信息的研究。當時，量子信息學尚處于萌芽狀態(tài)，還沒有被我國學術(shù)界廣泛了解。郭院士歷經(jīng)重重質(zhì)疑，數(shù)十年如一日率領研究團隊攻堅克難，在量子信息領域取得一系列進展，建成世界首個量子政務網(wǎng)絡，研制成功保真度極高的固態(tài)量子存儲器等，并利用所發(fā)展的量子信息技術(shù)研究量子物理基本問題，驗證了新形式的海森堡不確定性原理，制備了光子的波動態(tài)和粒子態(tài)的任意疊加態(tài)，挑戰(zhàn)玻爾互補原理所設定的界線等。郭院士創(chuàng)建了我國第一個量子信息實驗室，作為首席科學家承擔量子信息領域的第一個973項目，榮獲量子信息領域第一個國家自然科學獎。顯然，量子信息領域德高望重的郭院士是撰寫量子信息方面的科普書來為我們解惑的不二人選。

　　該書凝聚了郭院士長年鉆研探索的心血，從著名的 EPR 佯謬和薛定諤貓佯謬開始生動地演示了從量子力學到量子信息學的發(fā)展進化，深入淺出地介紹了量子信息領域的各個研究方向，包括量子計算、量子密碼、量子模擬和量子優(yōu)盤等，還高瞻遠矚地展望了量子信息引發(fā)的第二次量子革命將對物理學帶來的深刻影響。

　　郭院士的這本科普書不僅解答了當前社會上關(guān)于量子信息的種種疑惑，還展現(xiàn)了量子信息的精妙之處及其廣闊應用前景，一定會吸引新一代年輕學子投身我國量子信息學和量子物理學的研究，相信這也是畢生教書育人、桃李滿天下的郭院士撰寫此書的心愿。

第一章“量子”究竟是什么

一、“量子理論”的誕生

二、“波動 -粒子”二象性——光子的雙縫干涉　

三、描述量子世界的“量子語言”——量子態(tài)　

第二章 愛因斯坦的“幽靈”

一、愛因斯坦與玻爾的爭論　

二、 EPR 佯謬　

三、 EPR 思想實驗的回應與影響　

四、愛因斯坦與玻爾爭論的焦點與實質(zhì)　

五、“幽靈”可否用來實現(xiàn)超光速通信　

第三章 神奇的量子非局域性

一、貝爾定理與非局域性　

二、量子糾纏　

三、量子隱形傳態(tài)　

四、量子技術(shù)能否將人瞬間轉(zhuǎn)移　

第四章 薛定諤貓究竟是怎么死亡的

一、薛定諤貓佯謬　

二、哥本哈根學派：量子測量導致波包塌縮是“貓”的死因　

三、環(huán)境消相干導致薛定諤貓的死亡嗎　

四、薛定諤貓的自然死亡　

第五章 第二次量子革命

一、第二次量子革命是什么　

二、量子力學與廣義相對論的融合問題　

三、傳統(tǒng)量子力學向何處發(fā)展　

四、萬物源于真空　

第六章 量子計算——顛覆性的新技術(shù)

一、從摩爾定律的終結(jié)到量子計算的誕生　

二、量子計算機的工作原理　

三、量子編碼　

四、量子算法　

五、量子計算的物理實現(xiàn)　

六、量子計算的發(fā)展現(xiàn)狀與前景　

七、量子計算機帶來的顛覆性影響　

第七章 量子密碼果真絕對安全嗎

一、傳統(tǒng)密碼技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)　

二、量子密碼的誕生　

三、實用的量子密碼　

四、量子密碼的發(fā)展　

五、量子技術(shù)時代的信息安全　

第八章 量子模擬中的有趣量子現(xiàn)象

一、量子模擬的原理　

二、量子麥克斯韋妖　

三、馬約拉納零?！?/p>

四、拓撲物相　

第九章 量子優(yōu)盤

一、量子存儲器：概念及應用　

二、固態(tài)量子存儲器　

三、實現(xiàn)量子優(yōu)盤　

四、總結(jié)與展望