★权威作者 × 顶尖科研背景​
作者丹妮·霍姆斯博士是剑桥大学物理学学士和硕士、墨尔本大学物理学博士，现任新南威尔士大学电子工程与电信学院博士后研究员。她是澳大利亚物理学会“2025年度女性物理学家”、玛丽·居里系列讲座主讲人、将科学演讲和脱口秀相结合的未来科学讲座的参与者。

★融合科学演讲与喜剧元素​
作者是擅长将科学演讲与大众参与结合的科学普及者，她的语言轻松幽默、节奏明快，将打破量子科普枯燥印象。在大力发展量子科技的当下，本书是连接科学前沿与公众认知的理想桥梁，是大众读者们亟需的量子启蒙之作​！

★从细胞到宇宙尽头，构建完整量子认知链​
本书从构成人体的细胞出发，一路深入到原子与量子尺度，将抽象的量子理论具象化为“恒星发光”、“候鸟导航”等日常奇迹，以及“未来计算机”、“硅芯片中的量子比特”等高能奇迹，让读者在熟悉中感受震撼。

★前沿科技 × 生活应用，展现量子物理的实用魅力​
不仅解释量子现象，更揭示其如何赋能量子计算机、新材料、新药研发等前沿科技，让“高冷物理”落地为“改变世界的力量”。

量子物理学如何塑造着我们周围的世界？
在我们人类感官无法触及的领域之外，存在着一个神秘的世界，那里的事物运行方式与我们所能感知的世界截然不同。在这个量子领域，粒子可以穿过屏障，同时存在于多个位置，挑战着支配我们日常生活的经典物理定律。
在本书中，我们将踏上一段从熟悉的尺度到量子尺度的探索之旅。我们将从构成“你”的细胞，一路深入到构成它们的原子。我们将发现自然界在最小尺度上展现出的奇妙行为。
尽管这些量子特性作用于极其微小的尺度，但它们对我们的宇宙、地球上的生命以及未来的科技都具有深远而深远的影响。本书将带你领略令人着迷的量子奇观，例如恒星如何发光、候鸟如何导航、以及人类如何解决看似不可能解决的问题。
有了这本书作为探索指南，无论身处宇宙的哪个角落，我们都能发现量子现象的踪迹！

丹妮·霍姆斯博士
丹妮·霍姆斯是量子物理学家、量子工程师，也是一位全能的量子爱好者。
丹妮尔拥有剑桥大学物理自然科学学士学位和硕士学位，以及墨尔本大学物理学博士学位，目前是新南威尔士大学工程学院电子工程与电信学院的博士后研究员，在该大学从事量子计算机的构建研究和教学。
她是富有创造力的量子计算科研人员，已被评选为澳大利亚物理学会“2025年度女性物理学家”（Australian Institute of Physics's 2025 Women in Physics Lecturer，2位之一）。她致力于通过在硅中注入离子注入施主自旋量子比特来实现可扩展的量子计算机，重点研究高核自旋量子比特、使用单离子探测器的确定性注入以及硅的同位素富集，从而为施主量子比特提供无自旋环境。攻读博士学位期间，她研究了通过离子注入激活施主和硅的同位素富集以用于量子计算，并荣获墨尔本大学物理学院最佳博士毕业报告奖。
丹妮热衷于分享她对量子物理学的热爱，以及它在实验室之外革新科技的巨大潜力。她积极参与关于量子科学的大众分享活动，如著名的玛丽·居里系列讲座、将科学演讲和脱口秀相结合的未来科学讲座等。部分如下：

《量子世纪：揭开宇宙的秘密，与丹妮尔·霍姆斯博士一起塑造我们的未来》
——澳大利亚物理学会，2025年7月
欢迎您来悉尼与我们一同庆祝国际量子科学与技术年！本次免费公开讲座由澳大利亚物理学会2025年度女性物理学家主讲。
一百年前，量子物理学诞生，旨在解释微小物体的奇特行为。自那时起，它已成为人类历史上最精确的理论。它揭开了宇宙的奥秘，例如恒星为何发光，候鸟如何导航。在本次演讲中，我将带领大家踏上探索量子世界奇妙之旅，领略这些令人惊叹的现象。随后，我将揭示科学家们如何利用量子物理学开发革命性的计算机，以解决目前难以攻克的难题，例如研发对抗疾病的新药和应对气候变化的新材料。量子物理学是人类拥有的最强大的工具，它不仅能增进我们对世界的理解，更能塑造世界的未来。
丹妮尔·霍姆斯博士利用硅芯片中的单个原子制造“量子比特”。这些量子比特是量子计算机的基石，这项新技术将彻底改变人类解决问题的能力。她先后在剑桥大学获得本科和硕士学位，之后在墨尔本大学攻读博士学位，研究量子计算机的构建技术。如今，丹妮尔在UNSW担任博士后研究员和讲师，同时也是一位充满热情的科学普及者。她不仅在实验室里分享自己对量子物理的热爱，还曾登上悉尼喜剧节的舞台！
本次活动由澳大利亚物理学会鼎力支持，是2025年玛丽·居里系列讲座的一部分。

《科学喜剧：丹妮·霍姆斯——构建量子计算机》
——未来科学讲座，2024年
在2024年悉尼喜剧节的“未来科学讲座：喜剧版”节目中，来自新南威尔士大学的丹妮·霍姆斯将探讨她如何参与建造世界上第一台量子计算机， 探讨了她关于在硅中构建单原子自旋以形成量子计算机基本单元的迷人工作。以轻松有趣的方式向更广泛的观众普及科学知识，其表演精彩地展现了科学与喜剧的交融，以创新的方式呈现了她们的专业知识和热情。
未来科学讲座是别具一格的科学喜剧表演，邀请科学家和研究人员出席，将科学与脱口秀融为一体的澳大利亚备受欢迎的科学喜剧项目。

《人工智能的量子飞跃》
——新南威尔士大学“思想中心”播客（简介部分）
量子计算的未来潜力难以估量，其应用范围涵盖药物研发到清洁能源利用等诸多领域。
我们正处于一场技术革命的边缘。量子计算的飞速发展及其带来的强大能力意味着我们即将解决一些经典计算机无法解决的问题。而量子物理学家丹妮尔·霍姆斯认为，我们应该思考的问题是：当人工智能背后的计算能力急剧提升时，它将走向何方？我们已经开始担忧人工智能对就业和人类的影响，那么人工智能与量子计算的碰撞是否也会带来负面影响？毕竟，我们正在面对的是一种有可能取代人类的技术。一旦智能与人类意识脱钩，我们又该如何生存下去？

引言：事情并不简单

第一部分 野外捕捉量子踪迹
1 开启量子世界探险之旅
2 量子出没的蛛丝马迹
3 这和我们生活的世界是怎么契合的？

第二部分 我们的量子宇宙
4 为什么地球既温暖又多山峦？
5 夜空怎么就不是漆黑一片的？
6 咱们怎么知道宇宙的年龄？
7 为什么多数恒星没坍缩成黑洞？
8 黑洞也会“寿终正寝”吗？

第三部分 地球上的量子生命秀
9 植物怎么把阳光高效地变成了食物？
10 酶怎么把反应速度拉满的？
11 候鸟没地图怎么导航？
12 鼻子如何“听”到气味分子的振动？
13 意识是怎么冒出来的？

第四部分 未来量子黑科技
14 我们将如何攻克无解难题？
15 我们将如何看见“隐身”之物？
16 我们将如何守护秘密？

结论
致谢
注释
索引