研究“量子纠缠”为什么能获得诺贝尔物理学奖?它是科学的神迹

2022年10月07日13:25:14 科学 1069

导语:今年的诺贝尔物理学奖则颁发给了量子领域的三位科学家,其中一位还是潘建伟的导师--安东·塞林格。他们的贡献在于通过开创性的实验展示量子纠缠,为量子技术开创新时代奠定基础。对于很多朋友来说,量子纠缠是个非常高深的名词,更别提他有什么用处。今天跟着我,一起回答下边几个问题,带你认识这神乎其神的科学!

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量子纠缠示意图

量子纠缠是什么?等等,先看看什么是量子力学

著名的物理学家费恩曼曾经说过:“我想我可以有把握地说,没有人理解量子力学”。

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量子力学到底是什么,为什么这么难,既然让研究它的人都说出这么没有自信的话。并且对很多朋友来说,也不需要量子力学,因为无论是买菜,还是搬东西,都没听说过这玩意。

相信下边网友对量子纠缠的认知,也是我们最真实的写照。

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甚至利用普通民众对量子力学的陌生,和对这门前沿学问的敬畏。很多不法分子还打过歪主意,比如之前闹得沸沸扬扬的量子波动速读。

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但它对于我们重新认识这个世界起着举足轻重的地位,比如了解太阳为什么会发光等等。

同时,量子力学支撑起我们见到的科技的基础,比如我们所用的手机芯片,这也是手机之所以智能的原因。

量子纠缠是什么?

量子纠缠是量子力学里边一个十分诡异的预言,没有人能够从科学的角度来解释它,被称作是科学的神迹

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所谓的量子纠缠,就是针对“纠缠对”,一个粒子发生的事情,会决定另一个例子发生的事情,不管两个例子相隔有多远。

这里我们举一个非常简单的例子,快速理解什么是量子纠缠。

小明和小红是非常要好的朋友,俩人都住在北京。某一天他俩发生了量子纠缠,但是小红因为读书,去了美国留学。

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如果是平时,小明需要给小红打长途电话,才能知道小红的状态。

但是因为量子纠缠,小明现在自己的状态就是小红的状态,他只需要关注自己,就可以把对方的状态了解得明明白白。

而且这种感知不会受到距离的约束,哪怕某一天科技发达,小红乘坐宇宙飞船去了火星甚至更远的地方,小明也会立马知道小红的状态。

爱因斯坦说这是“幽灵般的超距作用”,是科学界的神迹,薛定谔却说这是量子力学最重要的特征。

量子纠缠有多重要,为什么要去研究它?

量子纠缠因为太过神奇,一直停留在理论阶段,而今年获得诺贝尔奖的三位科学家,通过实验将理论开始靠近应用。

量子纠缠也有了非常广阔的应用前景,我们就通过量子通信来说一说它的神奇之处吧。

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现在打电话、上网的信息都是通过无线电传输,传播速度也就是每秒钟30万公里。如果只是在地球上来看,这速度是完全够用的。

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但如果人类要探索星空,这信息传递速度就完全不够看了。从太阳到地球,传播信息需要8秒钟,而到距离地球最近的恒星则需要3.5年,更别说飞出银河星啥的。

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但是量子通信,因为它的传播不受距离影响,也就是说即使你远在其它的星系,也可以瞬间接收来自地球的信号。

不仅如此,现在的通信技术因为在传播过程中,会出现信号衰减,也就不可能长距离传播。

量子通信就完全忽视了距离的问题,距离不会影响它的信息传递,不管多远都会被信息秒到。

听完我的介绍,你对量子纠缠的认识更新了吗?

关注我,了解更多有趣的科技。

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