利亚姆·霍尔 (Liam Hall) 在澳大利亚的一个农场长大，曾是一名机械师，“指关节越来越油腻、刮伤”，但近年来，他的职业生涯发生了更加技术性的转变。
他现在是澳大利亚国家科学机构 CSIRO 量子生物技术的负责人。
“我的背景有点奇怪。我一直想成为一名柴油机械师。这样做了一段时间后，我想在大学做工程学。这让我接触到了物理学，然后又接触了量子物理学。坐过山车是描述它的一个好方法，”他说。
他的团队一直在开发诊断技术，试验用尺寸约为50纳米（比人类头发细约1,000倍）的微小钻石片制成的微型传感器来测试患者的铁水平。
目前的方法监测一种称为铁蛋白的蛋白质，它是人体的铁储存机制。虽然监测铁蛋白是测量铁的好方法，但测量蛋白质内的实际铁水平会更准确。
一种方法是测量铁产生的微小磁场。但这种方法有一个大问题。
“[磁场]非常小，超出了任何传统磁力计或显微镜的测量范围，”霍尔博士解释道。
然而，霍尔博士的纳米级量子传感器可以检测这些微小的场并对其进行测量。
他说，未来，这项技术可以为任何特定疾病开发出早期标志，包括监测可能预示癌症的某些激素或蛋白质。
霍尔博士说：“量子系统的优势始终在于，您可以以更低的成本实现更高的灵敏度和更轻松地识别化学物质。”
霍尔博士是全球推动量子技术开发的一部分。英国、中国、美国和其他国家都在尝试利用量子力学的奇怪特性。
CSIRO 首席科学家 Bronwyn Fox 教授表示：“量子是澳大利亚最有前途的增长机会之一，是创造新市场、新应用的机会。”
量子力学诞生于20世纪初，源于对自然界最小物体的研究。科学家相信它有潜力扩大我们对宇宙的理解并以闪电般的速度解决复杂的问题。
应用范围似乎很广；从环境科学和脱碳的进步，到网络安全和新药物。可能存在“吞噬碳”并将其从大气中去除的分子、为汽车、飞机提供动力的量子电池，旨在降低排放和运输物流以减少道路拥堵。
量子研究的目标之一是利用亚原子粒子的力量来存储和处理数据。
传统计算通常使用位（零和一），而量子计算机使用量子位，它可以零、一或同时存在两者的组合。
这就是事情变得有点奇怪的地方，粒子可以同时存在于多种状态（这称为叠加），并且还相互缠绕（或纠缠）。
“将量子叠加原理与另一种称为纠缠的量子现象结合使用，它使您能够执行使用传统计算机根本无法完成的计算。它开辟了进行一些非常惊人的计算的可能性，这些计算可以改变世界，”教授解释道新南威尔士大学的安德鲁·祖拉克 (Andrew Dzurak)。
“想象一下新冠病毒的新分支或另一种可怕的流行病。一旦你了解了它的分子结构（可以使用标准实验技术来完成），你就可以使用量子计算机计算如何制造专门攻击该病毒的分子。
“你可以在一天之内解决这个问题，而不是像地球上所有最伟大的生物和制药专家那样花费六到九个月的时间来研制出新冠疫苗。”
CSIRO 旗下企业 Data61的团队负责人 Muhammed Usman 博士表示，驱动量子计算的动力来自于纠缠，这是一种自然现象。
它很复杂，不容易掌握。特殊粒子（通常是光子或光斑）可以同时存在于两个地方，但即使它们没有物理连接，但仍保持牢固的连接。
“我想说，世界上没有人完全理解纠缠的基础知识，”乌斯曼博士诚实地评价道。
可能有量子互联网吗？很有可能。数据可以使用光粒子通过光纤发送，因此几乎不可能被窃听或黑客攻击。
David Awschalom 教授在芝加哥普利兹克分子工程学院建立了200公里的量子网络
在美国，芝加哥大学建立了该国最长的量子网络之一。它全长近200公里（124英里），并且还在不断增长。
David Awschalom 是芝加哥大学普利兹克分子工程学院的分子工程和物理学刘氏家族教授。他还是该大学布洛赫量子技术中心的创始主任，该中心预计到2035年将创造30,000个量子就业岗位，并为经济创造600亿美元的收入。这是与澳大利亚、印度、日本、荷兰和以色列专家的合作。
“我们已经扩展了通过数英里的地下光纤发送安全量子信息的距离，”他解释道。
“但是还有一些重大挑战需要克服。例如，对于量子计算，我们正在努力保持量子相干性，这意味着保持量子系统完好无损；纠错，这意味着检测和纠正由退相干引起的错误；以及可扩展性，这意味着能够增加量子系统中的量子位数量来解决更复杂的问题。”
多年的艰苦研究仍在前方，但未来似乎正在迅速向我们冲来。
“量子人工智能是我们团队的关键研究领域之一。机器学习和人工智能的计算量非常大，而量子计算有望提供计算能力，”CSIRO 的 Usman 博士解释道。
“例如，自动驾驶汽车或无人机在携带致命武器的战场上飞行。我们可以信任人工智能吗？因此，我们发现将量子计算集成到人工智能中可以带来非常可靠和值得信赖的系统，”他说。
“我的梦想成真是大规模量子计算机的出现，我们可以运行我正在开发的量子算法来寻找我们尚未发现的问题的解决方案，这将彻底改变一切。”
