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量子疊加
來源:互聯網

量子疊加,就是指一個量子系統可以處在不同量子態的疊加態上。著名的“薛定諤的貓”理論曾經形象地表述為“一只貓可以同時既是活的又是死的”。

量子簡介

量子科學,對絕大多數人來說十分高冷。但當它與信息技術相連,就與我們每個人息息相關。當今社會,信息的海量傳播背后也充斥著信息泄露的風險。而量子科學則為信息安全提供了“終極武器”。

問:量子究竟是什么?

答:量子是構成物質的基本單元,是能量的最基本攜帶者,不可再分割。

量子是物質的最基本構成單元,或者說是能量的最基本攜帶者。所有的微觀粒子,包括分子,原子電子光子都是量子的一種表現形態。舉個簡單的例子,我們每天都要喝水,把一杯水分成一半,然后四分之一,一直細分下去,就變成一個個水分子了,而水分子本身就是量子的范疇。

構成世界的所有物質都是由很小的微粒子組成的,所以從某種程度上講,人類就是一個龐大量子的集合體,整個世界也是由量子組成的。因為已經是最小的單位了,所以量子不能再被分割。

主要內容

比如,光子是光能量的最小單元,不存在“半個光子”,同理,也不存在“半個氫原子”“半個水分子”等等。

——量子糾纏,類似孫悟空和他的分身,二者無論距離多遠都“心有靈犀”。當兩個微觀粒子處于糾纏態,不論分離多遠,對其中一個粒子的量子態做任何改變,另一個會立刻感受到,并做相應改變。

小小的量子有一個非常奇怪的特性,那就是量子疊加。在我們熟悉的經典世界里,一切都是確定性的,比如說一只貓,它要么是死的,要么是活的。再比如說,你在一棟三層樓里,在某一個具體的時間點,你只可能在其中的一個地點。

但在量子世界卻完全不同,只要沒有人來干擾(這一說法叫測量或者觀察),你的狀態就是不確定的。一只貓既可以是死的,也可以是活的,還可以處在死和活的疊加狀態上(參考薛定諤的貓),而你也可以同時在三層樓的任何地點。因為這些不確定性,所以量子不能被準確復制。

參考資料 >

全球首顆量子衛星成功發射 帶你了解神奇的量子世界.新華網.2018-09-20

詭異的量子疊加和量子糾纏,大自然并不禁止遠超光速的瞬間移動.搜狐-科技.2018-09-20

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