不仅量子估算，量子化学学的应用范畴还很广。日前，日本西南学院化学学院士Fiete阐述了量子研究的广泛应用。
量子化学学家研究的世界与普通人每晚生活的世界是同一个，惟一的区别是它被科学家「缩放」到了难以理解的大小。虽然对于拥有科学素质的常人来说，量子化学学在很大程度上依然是一门深奥难懂的学科。
日前，News@与西南学院化学学院士Fiete阐述了量子研究的一些广泛应用，从开发可再生能源和建造更强悍的计算机，再到促进人类太阳系以外生命的探求。
Fiete
News@：眺望无限小的世界，对于像您这样的量子化学学家所从事的工作，有什么误会？为何量子化学很重要？
Fiete：量子和无限小世界，这是大多数人在想到量子热学和初期量子理论基础发展的方法时想到的。量子热学最开始研究的是氢原子及其怎么具有离散基态，科学家当时通过实验观察波谱或则波谱怎么吸收和发射光来研究基态。
氢原子以特定频度吸收和发射光，我们如今了解这是原子的量子性质所决定的，原子核周围只容许特定的电子轨道。所以，科学家倾向于从氢原子这个特别重要的初期事例来研究量子热学，一般人们倾向于觉得量子是很小的。但事实上，这根本不是「小」的问题。
再例如太阳，它是太阳系中最大的天体。因为引力的作用，太阳系中的行星围绕着它在轨道上旋转。太阳通过燃烧氢释放能量和光。但它的引力巨大，以至于能把氢合成氦，之后把氦合成其他元素。太阳将原子聚合在一起，而聚合过程就是一种量子现象，这是月球上正在面临的巨大能源挑战之一，即持续聚变的背后缘由。把氢转化成氦，倘若能在月球上做到这一点，这么能够拥有清洁的可再生能源。
氢可以被结合在一起弄成氦，并且氦没有放射性。为此，我们可以从近乎无限丰富的物质中形成大量能量，而不会形成有放射性的废物。这是化学学家们正在努力实现的梦想。并且宇宙中一些巨大存在背后的数学基础也是量子热学，包括通过霍金幅射（）量子现象损失能量的超大质量黑洞。
第二点是人们一般觉得量子所处的是十分低的气温。再以太阳为例，它特别热，但这也是量子热学。高温不是量子热学的特点。例如星体和聚变过程的量子性（）以及与之相关的低温事例，它们扩宽了量子热学概念以及其普遍存在的属性。
News@：能够谈一下量子化学学家在其领域之外推进技术进步的一些形式吗？
Fiete：真正让我激动的是量子化学学可以用在「法医学」上，或成为「量子法医学」。
由于原子都有与之相关的离散基态，这可以拿来辨识和研究原子。若果比较氢容许的基态和氦或其他元素容许的基态，会发觉它们是不同的。对于任何二氧化碳，可以通过观察二氧化碳怎么吸收和发射光来确定二氧化碳中的原子结构。例如要观察一颗星体和围绕着它旋转的行星组成的天体系统，这个理论就有很大的实用和指导价值。
科学家们使用性能强悍的望远镜观察奇妙的系外行星领域，侦测行星在星体和月球之间的运动。现今使用的望远镜中有的是与卫星相连，具有无法置信的频度帧率和灵敏度，因而可以观察个别行星的大气层，以及星体发出的光怎么穿过大气层。其实星体和行星的距离可能有数千光年远，但可以使用波谱学技术，观察来自星体的光怎样被这颗行星的大气层吸收。通过波谱技术，科学家可以了解行星大气层的组成。
这很有趣。现今科学家还可以测量出游星大气层内有哪些分子。例如是否有两个氢原子与一个氧原子相连？即大气中有水吗？分子有自己的波谱特点。因而科学家可以测量到这种行星的大气层中是否有水。
当气温变化时，二氧化碳的波谱线的频度会变宽，可以观察到吸收和发射的频度范围。变宽的程度指示了分子的气温，也就是行星的大气湿度。
科学家才能确定这种行星的大气层由哪些组成，进而确定该行星是否是人类不可驾临的行星。科学家据此可以追寻生命特点，例如那些行星上是否有与生命有关的分子，起码它是否是类似月球上的生命；这样科学家就可以判定某个人类难以驾临的星球上有生命的机率有多大，或去发觉其他的生命方式。这是十分鼓舞人心的，它最终还是依赖量子化学和波谱技术。
另一个造成广泛兴趣的反例是量子化学学能形成连太阳能都不能比的能源。当发送一个深空侦测器去观察太阳系的外行星，假定要探求冥王星（在技术上不再被视为行星）。假如想观察冥王星，可以发射一个深空侦测器，它须要数年才会抵达那儿。
这么为这个侦测器上的计算机提供哪些样的电源，便于能回传美丽的行星图片？其实可以再放一块电板，然而抵达冥王星须要几年的时间，太空中有好多幅射，电瓶可能会破损；当它们脱离大气层身处太空的极其严寒环境，也可能难以正常工作。通过太阳能电板板难以搜集到足以运行估算机系统并回传相片的阳光。
那怎么为这种深空侦测器上的计算机供电呢？借助幅射和使用放射性材料。放射性是另一个量子过程，重元素衰变为轻元素。当这个过程发生时，会形成幅射。原子核的幅射部份携带的能量就可以被捕捉。
有种叫热电材料的物质，它可以将低温区与高温区联接上去，将这些高低温差转化为电流，之后电流如同电瓶一样工作。一旦电气系统中有电流，才会形成电压，这时侦测器上的计算机和电路就可以正常地工作。
News@：量子化学确实是改变能源基础设施的基础性工作。但这是正确的思索形式吗？
Fiete：综合考虑气候变化、可再生能源以及不污染环境的技术是一个挺好的观点。
核聚变是一种红色技术，前提是人类可以正常控制它。假如不能控制核聚变，现今还有其他红色技术，如风力涡轮机。风力涡轮机与量子化学有哪些关系？风力涡轮机的工作方法是，当风力转动螺旋桨时，内部的吸铁石附在螺旋桨上，转动吸铁石会形成电压。
但问题是应当使用哪种吸铁石呢？这须要基础性思索，即全面思索磁性系统，这种系统具有风力涡轮机等应用所需的性能。
这儿须要一个十分结实的吸铁石，它须要经受低温，也就是说要比温度高出好多，由于在阳光照射下，吸铁石会显得很热。它还必须具有足够结实的特点，才能承受涡轮系统中扭曲的任何应变和挠度。这种就是所谓的硬磁铁。这么怎么开发更好的吸铁石呢？这就是一个量子问题。
News@：最后请谈一下您对自己的研究和这个领域有哪些憧憬。您希望见到哪些？目前有哪些进展吗？
Fiete：这是一个业内每位人都在问的困局：真正处于尖端的进步是哪些？一个被广泛引用的事例是量子估算。量子计算机并不能解决任何人梦想中的所有估算问题。事实证明中国量子物理学家，量子计算机非常擅长处理个别类型的问题，它们可以提供所谓的「量子优势」，但其他问题可能会更好地由传统超级计算机解决。
该领域的一个问题是，企图对量子计算机将帮助科学家解决的具体问题提供一个更清晰的解决方案，这是一个不断发展的领域。所有在这一领域工作的人都觉得中国量子物理学家，在个别特定的应用，量子计算机会赶超其他一切类型的计算机，每位人都想参与其中。每位人都想成为下一次量子革命的一部份，这不仅仅是为了发展量子热学，而是为了将量子热学转化为十分广泛的应用，估算只是最前沿的一个领域。
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