分享

量子力学是什么?

 Richard_X 2023-04-17 发布于云南

把一只猫和一个量子装置关在一个盒子里。这个装置里,有一个放射性原子和一个毒药瓶。如果原子发生衰变,就会把毒药瓶打破,把猫就给毒死。但如果原子不衰变,毒药瓶就不会破,猫也会继续活着。盒子是完全封闭的,里面到底什么情况,只有打开盒子才能知道。那么,盒子里的这只猫,到底是死了呢?还是活着呢?

根据量子理论,这只猫处在既死又活的叠加态!也就是说,在打开盒子前,这只猫既是死的,又是活的。只有在你观察后,它才会坍缩为“死”或者“活”的其中一种状态。这,就是科学届著名的“薛定谔的猫”

估计啊,现在的你,可能三观都有点崩塌了。甚至忍不住会想:这到底是什么鬼?说实话,我也不太懂。但是啊,有一个人懂!那这个人是谁呢?

他,就是中国量子通信之父——潘建伟!

江湖上曾流传着这样一句话:穷清华、富北大,不要命的中科大。大意是说:清华的学生穷,北大的学生富,中科大的学生学起来不要命!潘建伟读的,就是这个学起来不要命的中国科学技术大学。因为对物理的热爱,他选择了中科大的近代物理系。在物理学届,有一位神一般的人物,他就是大家熟知的爱因斯坦。从大学时起,爱因斯坦就一直是潘建伟的偶像。不管走到哪,他总是随身带着《爱因斯坦文集》的第一卷。对待偶像,一般人往往只停留在崇拜上。但潘建伟不同,他更喜欢用行动来拉近自己与爱因斯坦的距离。

在中科大,潘建伟第一次接触到量子理论,就被它的诡异深深地吸引住了。随着研究的深入,他发现,量子理论中的各种疑案,需要更尖端的实验技术才能得以验证。但当时国内没有这方面的条件。于是,本来没有打算出国的潘建伟,选择了留学的这条路。在国外,他的导师问他:“你的目标是什么?”潘建伟回答道:“我想在中国,建一个和您实验室一样,世界领先的量子物理实验室!”

刚到国外,他就一直在脑海中酝酿一个对量子态进行隐形传输的实验方案。所谓量子态隐形传输,就是利用“量子纠缠”的一种全新通信方式,也称为量子通信。

那什么是量子纠缠呢?

首先问你一个问题:你是否认为这个世界上存在某种“瞬间感应”?就像心灵感应一样。有点科学常识的人都会想:这怎么可能?而量子纠缠,说的就是相隔甚远的两个电子,可以瞬间感应并影响到彼此的行为。爱因斯坦认为:这也太荒诞了吧,并嘲笑它是“鬼魅般的超距作用”。如果这样也可以,那就是出了鬼了。然而,实验却“啪啪”地打脸:量子纠缠,真的存在!一旦我们通过特殊方式,让两个电子“纠缠”起来,“结拜”成“兄弟”之后,无论它们被分开多远,都可以“感受”到彼此的状态。其中一个行为改变,另一个也立马改变!就是这么神奇!

一年之后,27岁的潘建伟和实验室小组成员在世界最顶级的期刊《自然》上发表了《实验量子隐形传态》的论文。这篇论文,在1999年被评为“百年物理学21篇经典论文” 之一,与爱因斯坦的《相对论》论文并列。潘建伟以这种特殊的方式,实现了对偶像爱因斯坦的致敬。

到2009年,潘建伟在国外完成了技术和人才的积累,便将自己在国外的实验室整个迁回了中科大。他搬家的时候,搬家清单足足列了120页!大到激光器,小到12毫米的镜片,全部搬回了中国。而当初由潘建伟“量身定制”送往海外顶尖实验室的年轻人,也陆续回国,组成了现在的“潘之队”。中国的顶级量子物理实验室,在中科大,诞生了!2016年,在潘建伟的领导下,世界唯一一颗量子通信卫星——墨子号成功发射!这是一项举世瞩目的伟大成就!

跟其他的通信比起来,量子通信不可能被窃听,具有绝对的保密性。当通讯的信息以量子纠缠状态发出来以后,如果有人试图破解或盗取信息内容,必然会扰动这一量子纠缠态, 瞬间会造成通讯的中断,信息归零。在效率和安全性方面,量子通信要比目前的光纤通讯高出上亿倍!而在这场通讯技术研发竞赛中,因为潘建伟的存在,中国,世界最强!

处在既死又活的叠加态的猫,当你打开盒子看到它的时候,它的状态就会随之发生。同样,当你观察量子的运动轨迹的时候,其状态也会随之发生。“看到即改变”,量子力学告诉我们,从来就没有什么命中注定,一切皆有可能。你睁开眼睛去看一下,就会对我们整个世界的演化产生影响。如果你不仅仅只看一眼,还通过自己的行动,自己的奋斗,去改变自己,改变这个世界,那么,你对这个世界的影响,就会更大、更深远、更持久。世界会因为你的存在,而变得更加美好、更加地蓬勃向上!

科学永无止境,人生皆有可能!新的一天,加油!

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多