什么是量子纠缠?薛定谔到底养没养猫?

2022年10月18日16:22:14 科学 1314

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随着今年诺贝尔物理学奖 " 花落 " 量子力学

量子又双叒叕

但是——

量子是啥?

量子纠缠是啥?

薛定谔到底养没养猫

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趣味科普,百度有谱!

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什么是量子

首先不得不提到量子论创立者——普朗克,果然量子很烧脑啊……

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普朗克研究量子前VS研究量子后量子(quantum)是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子,它最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。看不懂?打个比方!我们远处看鱼群是乌泱乌决的一片黑。

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但是放大了看就是一条鱼,可以说这一条鱼就是鱼群的量子。

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中国科学技术大学副研究员、科普专家袁岚峰说:“我们统计人数时,可以有一个人、两个人,但不可能有半个人、三分之一人。我们上台阶时,只能上一个台阶、两个台阶,不能上半个台阶、三分之一个台阶。”简而言之,“我们生活中可以见到的、感知到的事物,包括光与能量的最小单位都能称之为量子。”
什么是量子纠缠

曾经,爱因斯坦坚信“上帝不会掷骰子”,万事万物都具有确定性。

但根据后面几十年的研究,真相偏向于上帝是会掷骰子的。微观世界确实是“概率”的,而不是“确定”的;违反相对论的‘鬼魅般的超距作用’也真的存在。

量子纠缠,就是一种“鬼魅般的超距作用”。

量子纠缠是两个或者两个以上粒子组成的粒子系统中,粒子相互影响时产生的现象,最特殊的地方在于,即使这些粒子在空间中是相互分开的,它们也可以相互影响。

因此很多人将量子纠缠类比为“心灵感应”,两个人不相互接触,也可以相互影响对方。

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网友对“量子纠缠”的理解也是五花八门。

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什么是薛定谔的猫

科学史上最著名的萌宠——“薛定谔的猫”——其实只是一个思想实验。奥地利著名物理学家薛定谔提出,将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里,镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态简单来说这是只既死又活的猫。

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同理,如果你买了一只基金,只要你不去看,它就处于涨和跌的叠加状态……这只既涨又跌的基金就是所谓的“薛定谔基金”......

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什么是量子计算

俗话说“遇事不决,量子力学”。

量子计算的意思,说通俗一点,就是利用量子力学原理进行计算的技术。同样,量子计算机就是利用量子计算的硬件系统。量子计算是具有巨大潜在价值的颠覆性的科技发展方向,并且近年来在各方面都取得了快速发展。日前,百度发布的超导量子计算机“乾始”。

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它集合了量子硬件、量子软件、量子应用于一体,其中硬件平台搭载10量子比特高保真度超导量子芯片,可为用户提供稳定的量子计算服务。其中,最核心的量子处理器(芯片)被放在一个名为“极低温测试平台”的低温装置,其最低温度接近绝对零度(-273℃)。

“这就好比,你越冷静就会越清醒,算得越快。”百度量子计算研究所所长段润尧在讲解中打趣道。

硬件是核心的一环,但仅有硬件是不够的。百度量子成立于2018年3月,先后发布了国内首个云上量子脉冲系统“量脉”,全球首个云量一体的量子机器学习平台“量桨”,全球首个云原生量子计算平台“量易伏”。

此外,“乾始”量子软件平台支持通过云服务获得量子算力,提供产业级量子计算服务。为了简化量子硬件部署到量子服务的全流程,百度还推出全球首个全平台量子软硬一体解决方案“量羲”。据称,“量羲”可提供私有化部署、云服务、硬件接入等一系列服务,具备适配超导、离子阱等多类型主流量子芯片,可实现量子芯片“即插即用”。

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在神奇的量子力学领域,量子纠缠是一种极为独特且迷人的现象。当几个粒子彼此相互作用后,它们就如同被赋予了一种神秘的 “默契”,各个粒子所拥有的特性不再独立存在,而是综合成为了整体性质 ,此时,我们无法再单独去描述各个粒子的性质,只能对整体系统