量子力学的诞生从根本上和观念上改变了人类对自然的认识。在20世纪，人们将量子理论应用于物质科学和能源科学，开拓出半导体激光、核技术等重要的高新技术。21世纪则出现了一门新兴的量子信息科学，它是量子力学与信息科学相互融合的结果，目前已成为世界关注的热门研究领域。信息科学与物理学的本质联系是信息需要物理载体，物理态可以储存信息；信息是编码在物理态上的知识，是对物理态时空结构的编码；信息的提取是对编码的物理态的测量，信息的传输是对编码的物理态的传输，信息的加工处理是在计算机中对编码的物理态进行的有控制的动力演化。信息的存储、提取、传输、处理需要借助物理手段，计算机是处理信息的物理实体。量子信息科学以量子力学作为物理学基础，利用量子态进行信息的编码、处理和传输。量子信息科学根据量子力学的特性，如叠加性、纠缠性、非局域性和不可克隆性等，开发出经典信息科学无法达到的新功能，在加快运算速度、确保信息安全和增大信息容量等方面突破现有信息技术的物理极限，开拓出新的信息功能，为信息科学的持续发展提供了新的原理和方法。量子信息科学的诞生使信息科学的发展从“经典”时代跃升到“量子”时代，在人类文明社会的发展历程中将带来难以估计的影响。
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