问题：从“电阻损耗”到“信息拥堵”，关键瓶颈呼唤新材料新机理 在能源与信息社会加速融合的背景下，电力输送损耗、器件发热以及信息传输效率等问题愈发突出。传统金属导体在电网和电子器件中不可避免存在电阻，带来能量损失并加重散热压力；，算力与数据规模持续增长，如何以更低能耗实现更高密度、更稳定的信息处理与传输，成为材料科学与凝聚态物理共同面对的课题。面向这些需求，量子材料因具备低能耗输运、拓扑保护态和特殊电磁响应等特性，被认为可能为下一代器件提供新的物理路径。 原因：量子规律重塑微观“秩序”，推动材料性能跨越式变化 报告中，王亚愚从“什么是量子”这个基础问题出发，梳理量子力学的发展脉络与核心现象，包括波粒二象性、量子叠加、隧穿效应、测不准关系和量子纠缠等。这些规律表明，在微观尺度上，物质与能量的行为方式并不遵循经典直觉，材料的导电、磁性与光学性质也可能在量子机制主导下出现显著变化。正因底层规律不同，超导、激光、量子霍尔效应等宏观现象才得以实现，也为量子材料走向应用奠定了理论基础。 影响：从无耗输电到“量子通道”，量子效应正在改写技术路线 围绕应用层面，报告结合案例说明量子效应对关键技术的推动作用。以近零电阻为特征的超导体，有望在长距离输电、强磁场装备等场景降低能量损耗，并为磁悬浮等技术提供支撑；激光作为典型的宏观量子现象，已成为信息传输的重要光源，与光纤等载体共同推动高速、远距离通信。与此同时，以量子霍尔效应等为代表的量子输运现象，可在特定条件下形成稳定、低耗散的电流通道，为高精度电学标准和低能耗器件设计提供了重要思路。 对策：以原创攻关与跨学科协作，打通“机理—材料—器件”链条 谈及科研实践，王亚愚介绍了团队发现量子反常霍尔效应的攻关历程：经过多年探索，在实验迭代与机理分析的相互反馈中，团队于2013年锁定磁性拓扑绝缘体材料体系，并在接近绝对零度的极低温条件下观测到量子反常霍尔效应，实现关键突破。该成果获得2018年国家自然科学一等奖。与会人士认为，这一过程反映了量子材料研究的共性难点：既需要长期投入和高水平实验条件，也离不开材料生长、精密测量、理论计算等多学科协同；更要持续推进“可重复、可调控、可器件化”，才能把基础发现转化为可验证的工程能力。 前景：量子材料与量子信息加速融合，科普与人才培养同样重要 面向未来，王亚愚表示，量子材料、量子通信、量子计算、量子精密测量等方向仍将是科技创新的重要增长点。业界普遍认为，随着材料制备水平提升，以及低温、强磁场等实验平台能力增强，叠加计算方法与数据驱动工具的发展，拓扑材料、超导体系及其器件化探索有望在计量标准、传感探测、低功耗电子学等领域带来新进展。与此同时，公众对前沿科技的理解与支持同样关键。活动现场设置圆桌对谈与互动问答，围绕超导应用落地、我国对应的研究进展、计算辅助方法对材料研发的推动等话题展开交流，促进科学传播与理性讨论。 据介绍，本次活动由中国科学技术大学上海研究院、上海市浦东新区南七量子科技交流中心主办，线上线下同步开展，吸引科研人员、学生及公众参与。
当量子效应从实验室走向产业线，人类正接近新一轮科技变革的门槛。正如王亚愚教授所言，对物质深层规律的探索没有终点，而把科学发现转化为生产力，同样需要制度与机制的配合。在各国加速布局量子科技的当下，我国既要保持基础研究的长期投入，也要补齐从“样品”到“产品”的转化链条，才能在未来科技竞争中掌握主动权。这场跨越微观与宏观的对话也提示我们：重大原创突破，往往来自对基础科学的长期坚守。