量子计算爆发前夜 | 《环球科学》新刊导读

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环球科学2026年07月05日约 3 分钟

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封面故事 COVER STORY

量子计算爆发前夜

随着小规模量子机器问世，量子计算机不再只是理论梦想。它被寄希望于破解加密系统、模拟基础物理，为合成新材料打开突破口。在技术爆发前的长夜，科学家仍需驯服脆弱的量子态，跨越规模化与纠错的门槛。量子计算能否真正改变世界，答案仍悬而未决。

封面故事 COVER STORY

当量子优势走入现实

量子计算机首次宣称跑赢经典计算机时，量子时代仿佛近在眼前。但“量子优势”并不是终点，反而引出更现实的问题：量子计算究竟有何用处？从破解RSA加密，到模拟基础物理、设计新材料，再到量子人工智能，答案正逐渐浮现。更艰难的是让这些诱人的承诺变得可靠、可验证，并真正有用。

免疫学 IMMUNOLOGY

我们与细菌的同源免疫

人类固有免疫系统中的一些核心抗病毒机制，其实在细菌中就早已出现。然而，病毒和宿主的攻防演化瞬息万变，为什么这些免疫武器却能数十亿年保持稳定，甚至延续到人类体内？从识别外来核酸，到感染细胞的“自毁”，再到防御信号的放大，这些核心逻辑跨越了数十亿年。它为细菌打造出了一套古老而高效的分子武器库，也为科学家理解人类免疫、开发新型抗病毒策略提供了新的入口。

数学 MATHEMATICS

无人认领的数学悬案

作为数学界最著名的未解谜题，黎曼猜想曾引得一代代数学家前赴后继。一旦该猜想被证实，将给数学领域乃至现实的物理世界带来翻天覆地的变化。但随着证明黎曼猜想的努力相继付诸东流，这一领域陷入了漫长的停滞期。数学家甚至开始怀疑已无路可走，而纷纷敬而远之。如今AI的兴起带来了新的期待，也抛出了一个终极悬念：这场困扰人类近170年的数学悬案究竟将由谁来终结？

微生物学 MICROBIOLOGY
鞭毛马达：生物学工程奇迹
50多年前，当生物学家首次看见细菌强大复杂的鞭毛马达时，无不为其惊叹。它由细菌经过10多亿年的试错演化而来，运转速度远超赛车发动机的飞轮，还能切换方向，让生命首次拥有了自由。然而直到今年，科学家才完全理清了鞭毛马达运转机制和能量来源的种种细节：细菌会将不断流入细胞的质子动力，转变为马达的双向旋转，又会迅速将质子泵出，周而往复，进而不断前进、翻滚。