研究「量子糾纏」為什麼能獲得諾貝爾物理學獎?它是科學的神跡

2022年10月07日13:25:14 科學 1069

導語:今年的諾貝爾物理學獎則頒發給了量子領域的三位科學家,其中一位還是潘建偉的導師--安東·塞林格。他們的貢獻在於通過開創性的實驗展示量子糾纏,為量子技術開創新時代奠定基礎。對於很多朋友來說,量子糾纏是個非常高深的名詞,更別提他有什麼用處。今天跟著我,一起回答下邊幾個問題,帶你認識這神乎其神的科學!

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量子糾纏示意圖

量子糾纏是什麼?等等,先看看什麼是量子力學

著名的物理學家費恩曼曾經說過:「我想我可以有把握地說,沒有人理解量子力學」。

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量子力學到底是什麼,為什麼這麼難,既然讓研究它的人都說出這麼沒有自信的話。並且對很多朋友來說,也不需要量子力學,因為無論是買菜,還是搬東西,都沒聽說過這玩意。

相信下邊網友對量子糾纏的認知,也是我們最真實的寫照。

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甚至利用普通民眾對量子力學的陌生,和對這門前沿學問的敬畏。很多不法分子還打過歪主意,比如之前鬧得沸沸揚揚的量子波動速讀。

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但它對於我們重新認識這個世界起著舉足輕重的地位,比如了解太陽為什麼會發光等等。

同時,量子力學支撐起我們見到的科技的基礎,比如我們所用的手機晶元,這也是手機之所以智能的原因。

量子糾纏是什麼?

量子糾纏是量子力學裡邊一個十分詭異的預言,沒有人能夠從科學的角度來解釋它,被稱作是科學的神跡

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所謂的量子糾纏,就是針對「糾纏對」,一個粒子發生的事情,會決定另一個例子發生的事情,不管兩個例子相隔有多遠。

這裡我們舉一個非常簡單的例子,快速理解什麼是量子糾纏。

小明和小紅是非常要好的朋友,倆人都住在北京。某一天他倆發生了量子糾纏,但是小紅因為讀書,去了美國留學。

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如果是平時,小明需要給小紅打長途電話,才能知道小紅的狀態。

但是因為量子糾纏,小明現在自己的狀態就是小紅的狀態,他只需要關注自己,就可以把對方的狀態了解得明明白白。

而且這種感知不會受到距離的約束,哪怕某一天科技發達,小紅乘坐宇宙飛船去了火星甚至更遠的地方,小明也會立馬知道小紅的狀態。

愛因斯坦說這是「幽靈般的超距作用」,是科學界的神跡,薛定諤卻說這是量子力學最重要的特徵。

量子糾纏有多重要,為什麼要去研究它?

量子糾纏因為太過神奇,一直停留在理論階段,而今年獲得諾貝爾獎的三位科學家,通過實驗將理論開始靠近應用。

量子糾纏也有了非常廣闊的應用前景,我們就通過量子通信來說一說它的神奇之處吧。

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現在打電話、上網的信息都是通過無線電傳輸,傳播速度也就是每秒鐘30萬公里。如果只是在地球上來看,這速度是完全夠用的。

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但如果人類要探索星空,這信息傳遞速度就完全不夠看了。從太陽到地球,傳播信息需要8秒鐘,而到距離地球最近的恆星則需要3.5年,更別說飛出銀河星啥的。

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但是量子通信,因為它的傳播不受距離影響,也就是說即使你遠在其它的星系,也可以瞬間接收來自地球的信號。

不僅如此,現在的通信技術因為在傳播過程中,會出現信號衰減,也就不可能長距離傳播。

量子通信就完全忽視了距離的問題,距離不會影響它的信息傳遞,不管多遠都會被信息秒到。

聽完我的介紹,你對量子糾纏的認識更新了嗎?

關注我,了解更多有趣的科技。

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