“诡异”理论可溯源宇宙,实现星际旅行?量子革命:飞向未来的船与帆

2023-05-21 来源:飞速影视
中共中央政治局近日就量子科技研究和应用前景举行了第二十四次集体学习。什么是量子科技?其科学原理和发展态势如何?来听著名量子科技专家、中科院院士、中国科技大学常务副校长潘建伟谈“有关量子的那些事”。
什么是量子?
其实量子非常简单,所有构成物质世界的最基本单元就叫做量子。举个例子,每天光照过来,就有好多光量子打到你身上——对于组成物质的小颗粒而言,如果它小到不能再分割,那么这就是量子。

“诡异”理论可溯源宇宙,实现星际旅行?量子革命:飞向未来的船与帆


量子在哪里?
量子有一个非常奇怪的特征——不确定性。简单而言,在经典世界里,人或物体在某一时间里只能在一个地方。而在量子世界里,在某些特定的情况下,如果说整个宇宙中没有一个人、一台仪器知道你在哪里的时候,你就可以在所有的地方。
为什么会这样?因为宏观世界里,你在运动时,周围有好多人或设备在探测你的轨迹。但到微观世界中,当一个原子在运动的时候,周围都是真空,就没有东西来测量它处于什么状态,在这种情况下,它就会出现在任何一个地方。这个分析在微观世界里面是成立的,并已经被无数实验所证实。
什么是量子纠缠?
在量子力学中,“薛定谔的猫”是非常著名的一个思想实验:一只猫在日常生活中能处在死或活两个状态,但是在量子世界里,它可以处于死和活两个状态的相干叠加,死和活这两个状态如果代表0和1,这两个死和活可以变来变去,就意味着信息的单元是可以处理、可以发生变化的。
到了量子世界里,因为它可以处于这种0和1状态的相干叠加,所以这个状态是永远测不准的,测不准之后它就不能被精确地复制。
当我们把这样一个单粒子的体系拓展到两粒子体系的时候,一种更奇怪的现象就发生了,我们把它叫做量子纠缠。一只猫可以处于死和活状态的相干叠加,如果有两只猫的话,是不是可以处于这样一种活活和死死状态的叠加呢?量子力学是允许的,这意味着一旦处于纠缠的两个客体,不管它们相距多么遥远,其中一个状态发生变化,另外一个状态也会发生相应的变化,我们把这种东西就叫做“遥远地点之间的诡异互动”,也就是量子纠缠。
量子理论可以溯源宇宙?
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