近代科學(xué)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。科學(xué)無(wú)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(xué)研究。因?yàn)榭茖W(xué)是人類智慧的結(jié)晶，是現(xiàn)代文明的代表，科學(xué)不僅提供了令人賞心悅目的審美價(jià)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(xué)的內(nèi)在精神瓦解了眾多在傳統(tǒng)上由宗教、皇權(quán)、習(xí)慣與風(fēng)俗所統(tǒng)治的諸多領(lǐng)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(dòng)的指南。人們往往忽視了科學(xué)的這個(gè)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(rèn)，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(xué)的方法，直到五四運(yùn)動(dòng)，先賢們力圖請(qǐng)進(jìn)“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(guó)成立，近代科學(xué)才真正開始在中國(guó)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(xué)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(zhǎng)期的，在某些領(lǐng)域甚至是需要幾十年乃至上百年的不懈努力方可實(shí)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(xué)素養(yǎng)。當(dāng)然，在科學(xué)之內(nèi)和之外的任何領(lǐng)域，只要研究者想達(dá)到精確、嚴(yán)密和系統(tǒng)的理論化的境界，那么科學(xué)精神和嚴(yán)密的邏輯思維就是不可或缺的。同時(shí)，大眾的科學(xué)素養(yǎng)極其重要。因?yàn)椋茈y想象在大眾科學(xué)素養(yǎng)很低的情況下，科學(xué)可以得到健康的發(fā)展。因此，科學(xué)教育和科學(xué)普及不僅僅是為了培養(yǎng)未來的科學(xué)家，更應(yīng)該是作為一種文化來開展，要讓科學(xué)文化植入中華文化，讓科學(xué)知識(shí)作為強(qiáng)化科學(xué)精神和確立邏輯思維方法的載體。這項(xiàng)任務(wù)任重而道遠(yuǎn)。其中，科學(xué)普及則是連接科學(xué)與公眾的橋梁，是訓(xùn)練科學(xué)思維、傳播科學(xué)精神、普及科學(xué)方法的重要載體，從而促使大眾樹立求真、求實(shí)的作風(fēng)和嚴(yán)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(dāng)然，它也將喚起年輕人對(duì)科學(xué)的興趣，吸引他們投身科研實(shí)踐。這是科學(xué)普及工作的要義。

　　當(dāng)前，人類正經(jīng)歷百年未有之大變局，諸多技術(shù)的運(yùn)用幾近極致。就基礎(chǔ)科學(xué)而言，諸多學(xué)科領(lǐng)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(shì)待發(fā)。在此形勢(shì)下，我國(guó)的科學(xué)與技術(shù)事業(yè)適逢巨大的發(fā)展機(jī)遇，也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，我國(guó)科普事業(yè)發(fā)展兼程并進(jìn)，越來越多的公眾體會(huì)到了科學(xué)的樂趣，觸摸到了科學(xué)普及的溫度。在科學(xué)發(fā)展日新月異、重大技術(shù)突破層出不窮之際，面對(duì)新時(shí)代的新需求，如何更有效地普及科學(xué)和前沿問題，傳播科學(xué)精神、科學(xué)思想和科學(xué)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(xué)研究的沃土之中，科普離不開科技工作者的主動(dòng)作為和深度參與，科技工作者不僅要成為科學(xué)傳播的開路者，更要成為全社會(huì)科學(xué)文化的堅(jiān)守者。歷史上享譽(yù)國(guó)際、影響一代又一代人的科普著作，比如達(dá)爾文的《物種起源》、法拉第的《蠟燭的故事》、愛因斯坦的《物理學(xué)的進(jìn)化》、竺可楨的《向沙漠進(jìn)軍》、華羅庚的《統(tǒng)籌方法》等，都是科學(xué)大家結(jié)合自身科研實(shí)踐所創(chuàng)作的與自身研究領(lǐng)域高度相關(guān)的作品。近年來，在國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、全國(guó)優(yōu)秀科普作品獎(jiǎng)等評(píng)選中脫穎而出的優(yōu)秀科普作品，大多也是廣大科學(xué)家從“科研”向“科普”的踐行。

　　“科學(xué)與未來：院士科普叢書”正是在這樣的時(shí)代背景下誕生的，它是由中國(guó)科學(xué)院學(xué)部科學(xué)普及與教育工作委員會(huì)策劃，并號(hào)召組織各領(lǐng)域院士專家創(chuàng)作的。該叢書強(qiáng)調(diào)前沿引領(lǐng)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和通俗易讀，注重規(guī)范原創(chuàng)、思想價(jià)值和創(chuàng)新體驗(yàn)。總體有如下特點(diǎn)。

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

　　二是強(qiáng)調(diào)科學(xué)精神的弘揚(yáng)與引領(lǐng)，不再停留在簡(jiǎn)單的知識(shí)普及層面，而是以特定的科學(xué)知識(shí)為載體，激發(fā)公眾的科學(xué)熱情，弘揚(yáng)科學(xué)精神，倡導(dǎo)培養(yǎng)邏輯思維，樹立基于科學(xué)的價(jià)值觀，從而形成有別于互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的具有獨(dú)特價(jià)值的圖書內(nèi)容。

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

　　2018年5月，習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)上強(qiáng)調(diào)：“當(dāng)科學(xué)家是無(wú)數(shù)中國(guó)孩子的夢(mèng)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(mèng)想插上科技的翅膀，讓未來祖國(guó)的科技天地群英薈萃，讓未來科學(xué)的浩瀚星空群星閃耀！”

　　“科學(xué)與未來：院士科普叢書”的創(chuàng)作和出版是一次順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流的實(shí)踐探索，不僅希望更好地傳播傳統(tǒng)科學(xué)知識(shí)，更希望將科學(xué)知識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)思想和科學(xué)方法內(nèi)化為公眾的信念、思維、行為與習(xí)慣，希望將“永遠(yuǎn)好奇、敢于質(zhì)疑、探求真理、勇于創(chuàng)新”的科學(xué)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(jìn)科學(xué)、奮勇向前，為建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興而努力！

　　近年來，隨著量子信息領(lǐng)域的不斷發(fā)展，“量子糾纏”“量子通信”“量子計(jì)算機(jī)”等高科技詞匯頻繁地出現(xiàn)在大眾媒體中。與此同時(shí)，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(cè)而又神通廣大，儼然萬(wàn)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(xué)帶來哪些革命？亟須量子信息領(lǐng)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(jì)80年代初期即致力于推動(dòng)我國(guó)量子光學(xué)的發(fā)展，90年代率先在我國(guó)開展量子信息的研究。當(dāng)時(shí)，量子信息學(xué)尚處于萌芽狀態(tài)，還沒有被我國(guó)學(xué)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(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，在量子信息領(lǐng)域取得一系列進(jìn)展，建成世界首個(gè)量子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)，研制成功保真度極高的固態(tài)量子存儲(chǔ)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(yàn)證了新形式的海森堡不確定性原理，制備了光子的波動(dòng)態(tài)和粒子態(tài)的任意疊加態(tài)，挑戰(zhàn)玻爾互補(bǔ)原理所設(shè)定的界線等。郭院士創(chuàng)建了我國(guó)第一個(gè)量子信息實(shí)驗(yàn)室，作為首席科學(xué)家承擔(dān)量子信息領(lǐng)域的第一個(gè)973項(xiàng)目，榮獲量子信息領(lǐng)域第一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)。顯然，量子信息領(lǐng)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(zhǎng)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(dòng)地演示了從量子力學(xué)到量子信息學(xué)的發(fā)展進(jìn)化，深入淺出地介紹了量子信息領(lǐng)域的各個(gè)研究方向，包括量子計(jì)算、量子密碼、量子模擬和量子優(yōu)盤等，還高瞻遠(yuǎn)矚地展望了量子信息引發(fā)的第二次量子革命將對(duì)物理學(xué)帶來的深刻影響。

　　郭院士的這本科普書不僅解答了當(dāng)前社會(huì)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(yīng)用前景，一定會(huì)吸引新一代年輕學(xué)子投身我國(guó)量子信息學(xué)和量子物理學(xué)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(dòng) -粒子”二象性——光子的雙縫干涉　

三、描述量子世界的“量子語(yǔ)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(zhēng)論　

二、 EPR 佯謬　

三、 EPR 思想實(shí)驗(yàn)的回應(yīng)與影響　

四、愛因斯坦與玻爾爭(zhēng)論的焦點(diǎn)與實(shí)質(zhì)　

五、“幽靈”可否用來實(shí)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(xué)派：量子測(cè)量導(dǎo)致波包塌縮是“貓”的死因　

三、環(huán)境消相干導(dǎo)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(xué)與廣義相對(duì)論的融合問題　

三、傳統(tǒng)量子力學(xué)向何處發(fā)展　

四、萬(wàn)物源于真空　

第六章 量子計(jì)算——顛覆性的新技術(shù)

一、從摩爾定律的終結(jié)到量子計(jì)算的誕生　

二、量子計(jì)算機(jī)的工作原理　

三、量子編碼　

四、量子算法　

五、量子計(jì)算的物理實(shí)現(xiàn)　

六、量子計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀與前景　

七、量子計(jì)算機(jī)帶來的顛覆性影響　

第七章 量子密碼果真絕對(duì)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(shí)用的量子密碼　

四、量子密碼的發(fā)展　

五、量子技術(shù)時(shí)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、馬約拉納零模　

四、拓?fù)湮锵唷?/p>

第九章 量子優(yōu)盤

一、量子存儲(chǔ)器：概念及應(yīng)用　

二、固態(tài)量子存儲(chǔ)器　

三、實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)盤　

四、總結(jié)與展望