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什么是量子纠缠简单理解_什么是量子纠缠

什么是量子纠缠简单理解_什么是量子纠缠

众所周知,2022年诺贝尔物理学奖是量子力学。艾伦阿斯佩(Alan Aspe)、约翰克劳斯(John krause)和安东塞林格(Anton Salinger)因在纠缠光子实验方面的成就获得一等奖,确立了贝尔不等式的违反,开创了量子信息学的先河。

什么是量子?

科学上讲,量子是能量和动量的最小单位;简单来说,你把一个物体切片,直到它尽可能小,这就是量子。

什么是量子纠缠?

诺奖结果公布后,“量子力学”和“量子纠缠”的讨论频频出现在热搜中。量子纠缠到底是什么?和我们的现实生活有什么关系?

前面:量子纠缠对宏观物体没有影响——,换句话说就是眼睛能看到的一切——。

量子纠缠是一种奇怪的量子效应,其中两个粒子的概率是联系在一起的。举个例子,假设两个粒子相互作用,所以你不知道它们的自旋是什么,但是你知道它们方向相反,那么这两个粒子就叫做纠缠。如果你发现其中一个向上旋转,那么另一个一定向下旋转,反之亦然。

如果你对量子纠缠的上述解释还有点疑惑,小K给你打个比方。只要没有外界干扰,粒子猫在生态的时候,粒子狗一定是死的状态;粒子猫死了,粒子狗一定在生态。爱因斯坦把粒子猫和粒子狗的联系称为“超距幽灵行动”。为了证明距离效应的存在,爱因斯坦与另外两位科学家“合作”,提出了著名的EPR佯谬。后来一个叫贝尔的物理学家提出了一个不等式。如果这个不等式能在量子世界被证明为真,那么爱因斯坦就是对的。那么,今年的诺贝尔奖得主不仅证明了量子力学违反了贝尔不等式,还开创性地发现了量子态具有存储、传输和处理的潜力。

说到量子纠缠对现实生活的影响,我国量子计算机“九章”通过构造76个光量子的“量子纠缠”,在200秒内解决了过去6亿年的计算;跨越4600多公里,集成地面光纤网络和墨子卫星,可为全国150多个行业的用户提供服务;同年5月,“墨子号”量子科学实验卫星首次实现了地球上相距1200公里的两个地面站之间的量子态远距离传输。

什么?量子态的远程传输?我很快就能穿越时空了吗?

诺贝尔奖“新宠”,

能否颠覆下一代工业革命?

量子通信和量子计算都是由量子纠缠衍生出来的应用。从工业、物联网等行业的通信技术来看,大部分都是光子通信方式,技术已经相当成熟,但是这种通信方式的保密性不高。从理论上讲,量子通信是无法被破译的,而且具有一对一的高级保密性,是一个比较好的选择。

此外,在云存储、数据中心、传感器网络、云计算等领域,量子通信的前景依然可观。诞生于20世纪初的量子力学,不仅改变了我们看待世界的方式,还催生了激光、晶体管、集成电路、磁共振成像等现代技术,彻底改变了人类的生活。

黄飞


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