物理学是一场没有尽头的远征: 理论的不完整就是探索的方向
纵观物理学的历史,从电磁学到量子理论到大爆炸乃至可观测的整个宇宙,理论的不完整性已经带来许多重大进步——人们在试图将不完整的理论“补足”时产生了很多次进步。但是并非每一次完善理论的尝试都会成功,比如现在,物质-反物质不对称以及引力与量子场论不相容等难题一直存在,乐观的话,进一步的突破即将到来,悲观的看法...
福大本科专业“上新”,“量子信息”来报到!
而原子钟的工作原理就有用到量子物理的理论,特别是利用原子跃迁的现象来测量时间。”钟志荣教授介绍道,在通信领域,量子技术同样展现出了其独特的优势。由于量子具有测量的随机性和不可复制的特性,几乎不可能被破译,保证了量子通信的安全性。目前,在发改委前瞻部署的“量子保密通信‘京沪干线’技术验证及应用示范项...
半个世纪前的简单实验,改变了人们对量子效应的认知
读者尽可以借助这个比喻来感受矢势A对电子的相位施加的影响,不过为了减少可能造成的误解,这里还得澄清一下:所谓的电子振动并不是电子得了帕金森症,在3维空间里颤颤巍巍地行走,而是电子自身量子态随时间和空间位置的变化。量子理论用一种复数构成的矢量来代表量子态,常用狄拉克符号“”表示。量子态与经典状态最大的...
用数学方法证明量子纠缠会突然消失,MIT计算机科学家“无心插柳...
量子纠缠消失,意味着任何基于这种纠缠的量子计算或量子通信协议都将失效,系统从量子行为转变为经典行为。比如量子计算机正是利用量子纠缠实现并行计算,大幅提升计算速度。如果量子纠缠消失,那么量子计算机的优势将不复存在,性能或许和经典计算机相当。在此之前,学界已经观察到量子纠缠“突然消失”的情况,但是理解并不够深入。
中国科大首次实现非局域可观测量的量子测量
量子测量是量子力学最基本和核心的问题之一,根据冯诺依曼测量假定,量子测量会导致量子态坍缩到待测物理量的本征态。通常最原始的量子测量又被称作冯诺依曼测量,以区别于后来提出的量子弱测量等概念。尽管量子理论从一开始在形式上就包含非局域变量(和空间中多个区域有联系的变量),然而在量子理论建立后的很长一段时间,...
意识的产生 人类大脑可能是台量子计算机!
量子力学是我们在原子、亚原子粒子水平下描述世界的最好理论,其最广为人知的神秘之处在于,量子实验的结果可依据我们是否选择衡量粒子的某些属性而有所改变(www.e993.com)2024年9月7日。当这种“观察者效应”被量子理论的先驱们注意到时,他们曾陷入深深的困扰之中。它似乎破坏了所有科学背后的基本假设:如果不考虑到我们,存在着一个客观的世界。如...
焦点科普:量子论,看似无厘头实则看点多
量子通信:“不可拦截”的秘钥量子科学实验卫星的另一个任务是进行量子通信实验,这是量子纠缠应用领域中比较接近现实的一个。它的要点是特别安全,传统窃听手段原则上对量子通信没有用。加密的信息好比上了锁的箱子,用特定的钥匙才能打开。以当前的加密技术,只要付出足够的努力,钥匙理论上是可以拦截到的,只看效率高不...
中国科大首次实验实现基于局域操作的最优量子门检验
由于量子门中参数个数随着量子系统大小指数增加,传统量子过程层析方案随量子门的规模增大测量次数和计算量都呈指数增长。对于未来大规模的量子门和量子线路的质量表征,传统采用的量子过程层析方法已经不具备实际可操作性。国际上近期发展的新理论方法——量子门检验为解决上述问题带来了曙光,它对于大多数量子门都能达到最...
量子精密测量:变“不可见”为“可见”
通俗地讲,量子精密测量就是变“不可见”为“可见”。如果把我们认识的世界比作冰山,那么水面之上的是现在的传感器能够看到的,仅仅是冰山一角,水面之下则是未来量子精密测量可以观察到的。量子精密测量将成为我们挖掘宝贵信息“冰山”的强力工具,不断拓展人类的认知边界。显微之中,预见的是全球技术发展不可限量的未来。
微观粒子可以同时出现在两个地方,由粒子组成的我们为何不行?
量子纠缠是量子力学中的一个神秘现象,两个或多个微观粒子可以纠缠在一起,即使它们相距遥远,也能相互影响。爱因斯坦曾对此提出隐变量理论,认为存在一些尚未发现的变量,可以解释量子纠缠现象。然而,贝尔定理的提出证明了隐变量理论并不成立,这进一步加深了量子世界的神秘性。如今,量子纠缠不仅是理论物理学的研究热点,也逐...