12月27日晚19：00，跨時空對談---與國際知名科學家對話系列《科學連線》第16期如期舉辦。主講嘉賓為2003年諾貝爾物理學獎獲得者（Anthony Leggett）教授，特邀嘉賓為中科院量子信息與量子科技創新研究院院長潘建偉院士，專家顧問及本次活動的嘉賓主持為復旦大學物理學系施鬱教授，實驗室嘉賓為中國科學技術大學物理學院執行院長陳宇翱教授。
本次活動由中國科技館網站、微博、百家號、知乎號、頭條號、央視頻，以及我們的太空新媒體中心、騰訊視頻教育頻道、百度百科、科普中國和新浪科技共11家流量媒體同時直播，取得了直播間觀眾及各分會場觀眾的熱烈反響。
活動中，安東尼·萊格特教授首先就「日常世界真的服從量子力學嗎？」這一主題發表了遠程直播演講，施鬱教授進行全程翻譯。萊格特教授是美國科學院院士，美國物理聯合會成員，也是世界公認的低溫物理學領域的領袖。由於他在超流體理論研究中做出的開創性工作，被授予了2003年諾貝爾物理學獎。
萊格特教授進行現場連線
直播中，萊格特教授通過簡單的概率知識為大家說明了量子力學的特別之處——在特定情形下，量子理論的最自然解釋意味著，一個實驗在「觀察」行為之前將沒有確定結果。萊格特教授指出，這一問題最早由薛丁格在1935年提出，後來也被稱為「薛丁格的貓」思想悖論。通過這一思想實驗，薛丁格第一次將量子不確定性的悖論引入到宏觀世界。在此基礎上，萊格特教授指出了一些試圖「解決」這一悖論的想法，包括極端統計解釋、多重世界解釋、正統解釋（也稱為退相干解釋）。萊格特教授對以上三個解釋都不滿意，認為GRWP理論更能解決上述問題。萊格特教授認為，我們無法判斷量子力學是否在日常世界仍起作用，因為找到退相干不起作用的「日常尺度」的物體非常困難，它需要滿足這樣四個條件：物體對應的狀態都是在「日常」層面的；對應的能級是在「原子」層面的；與外界隔絕；固有耗散很低。而在超導物理實驗、自由空間分子衍射實驗中可以滿足這些條件，萊格特教授結合具體實驗方案介紹了相關的工作，並指出在超導裝置的水平上，宏觀實在論，即認為量子力學對於日常世界仍適用的觀點是不成立的。演講結束後，萊格特教授與潘建偉院士、陳宇翱教授和施鬱教授展開對話，進一步探討了實驗中可能遇到的問題。
四位科學家現場直播連線
隨後，潘建偉院士作為特邀嘉賓，以「從愛因斯坦的好奇心到量子信息科技」為題發表演講。從「量子力學的建立——第一次量子革命」到「超導量子計算實驗研究進展」，再到「量子力學的未來展望」，潘建偉教授為普通觀眾建立了一個「什麼是量子力學」的概念。隨後，潘建偉教授所在實驗室學生帶領大家參觀了超導量子計算實驗室。
超導量子計算實驗室專注於在超導系統實現通用量子計算，這是最有潛力的量子計算方案之一。目前，實驗室科研人員已經完成了從設計、製備到測量的全產業鏈布局，並已經成功操縱24個量子比特，這為中國的量子計算事業獻了巨大的力量。實驗室以微納加工中心、極低溫測試平臺及電子學研發中心為三大核心,團隊規模逾80餘人。
其中，微納加工中心建設有完整的國內領先的可進行超導量子計算處理器製備的淨化間，擁有專用設備20餘臺，能夠完整實現從樣品設計、製備到表徵的閉環鏈路。極低溫測試平臺建設有多套能夠將樣品冷卻至0.01K的稀釋制冷機系統，可容納上百比特進行相干調控。電子學研發中心設計製造了調控量子比特所需要的幾乎全部電子學控制軟硬體，實現了控制儀器的國產化，並已全部配套極低溫測試平臺使用。由於量子計算超越經典計算的強大算力，超導量子計算實驗室成為目前國內備受矚目的實驗室之一。與此實驗室進行連線，對公眾有重要的科普意義。
中科院超導量子計算實驗室現場連線
在整場活動的最後，陳宇翱教授作為本期實驗室嘉賓帶大家雲遊了其所在的超冷量子模擬實驗室，向大家介紹了他是怎麼「在世界上最冷的地方操縱原子」的。他向大家解釋道，太陽表面的溫度是6000℃，開水的溫度是100℃，超導晶片的溫度是10MK，比絕對0度高1%K。而超冷量子所需要達到的溫度是10-9K，只比絕對0度高了1/1000000000，這就是為什麼說「超冷量子模擬實驗室」是世界上最冷的地方。計算電子運動的時候，模擬300個兩級粒子的演化需要的經典儲存空間為2300，這已經超過了已知宇宙中原子數目的總和。針對這個問題，費曼提出的方法是利用原子系統來計算電子的運動。簡單來說，就是讓計算機本身量子化。具體怎麼做呢？需要利用光來對原子進行進一步冷卻。從六個方向向原子打光，使光的頻率面對原子作用，從而使原子冷卻下來。陳宇翱教授提出，21世紀最大的挑戰之一就是理解量子材料的物理機制與設計新型材料。
超冷原子憑藉其豐富的可調實驗參數，已經成為研究凝聚態物理、核物理和天體物理等領域量子現象的理想平臺。經過多年的努力和技術革新，陳宇翱教授實驗團隊已經成功搭建了一套基於鋰原子和鉀原子的超冷原子混合實驗平臺，並開展了6Li-41K的費米-玻色、6Li-40K的費米-費米等混合體系的研究。
在目前工作的6Li-41K系統中，陳宇翱教授實驗團隊在世界上首次實現了異核玻色-費米混合超流體，並同時產生和觀測到了混合渦旋晶格，直接證明了雙超流體的存在；團隊還首次在41K的玻色-愛因斯坦凝聚體中觀測到了極寬的d波勢形散射共振，並間接證明了d波分子超流的存在。實驗室還將發展基於光晶格的調控與探測技術，研究在不同相互作用、不同摻雜程度下費米-哈伯德模型的低溫相圖，試圖解釋高溫超導的物理機制。
中科院超冷量子模擬實驗室現場連線
本期活動共設有山西、南京、內蒙古、遼寧、吉林和日照六所科技館線下分會場。其中，山西科技館現場觀眾達40餘人，南京科技館現場觀眾達30餘人。直播現場，觀眾們認真聆聽，積極參與互動，在幾位專家教授的講解中，一起走進「量子」世界，探索科學的奧秘。
山西科技館分會場現場
南京科技館分會場現場
由中國數字科技館主辦的「科學連線」第16期活動圓滿結束，此次跨時空的關於「日常世界真的服從量子力學嗎？」對話，將在廣大觀眾朋友們心中種下科學探索的種子，激發和培養廣大公眾的科學意識，也將為科技館多方位開展科教活動提供寶貴經驗。