摸不透的量子力学论文.pdf

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摸不透的量子力学草港最近，一条关于量子计算机的新闻刷屏了，比目前最快的超级计算机快了蛞诒丁虽然生活中、新闻里经常会听到“量子力学怎样的学问。那就是我国量子计算机“九章”处理高斯玻色取样的速度这个词，但很多人到现在都不清楚量子力学究竟是一门量子力学最早就是研究为什么微观粒子会呈现“既是波，又是粒子”的神奇现象一听到量子，很多人会以为它跟电子一样是一个实体。其实，这个理解是错的。量子这个概念最早由德国物理学家普朗克提出。年，普朗克在研究“黑体辐射”的时候，提出了一个假说：能量的传输不是连续的，而是“一份一份”的。普朗克把这一份一份的能量称为“能量子”，也被人们称为“量子”。这在当时是一个颠覆性的概念，因为在经典物理学里，人们一直认为能量的传输是连续的，不存在最小单位。由于这个假说太过于“叛逆”，简直颠覆了整个经典物理学，所以在该假设提出之后，普朗克一直试图寻找各种方法来解释辐射能量的不连续性现象，但最终都失败了。辏蛩固乖谄绽士搜芯康幕∩希认为光的传播也是“一份一份”的，并且爱因斯坦给出了极其充分的数学证明，证明存在所谓的的量子计算机．口文／吴长锋
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电子等其他微观粒子也存在这种量子性。象——对一个事物的描述存在多个版本，且都有“光量子”。在此之前，光作为一种波，已经被人们广为接受。在新的理论面前，光的波动说与微粒说之争以“光具有波粒二象性”的结论落下了帷幕。之后人们发现，不单单能量和光存在这种量子性，量子力学最早就是研究为什么微观粒子会呈现这种“既是波，又是粒子”的神奇现象。那么，有人会问：研究量子力学到底有什么用呢涫的阏又惺芤妗１热纾钪心每天都离不开的电脑，它的出现首先要感谢的就是量子力学。正是得益于量子力学基础研究领域获得的突破，美国斯坦福大学的研究者尤金吒衲杉捌溲ダ锏吕锵塞茨才能在攴⑾职氲继宓男灾室灰豢赏弊魑5继和绝缘体而存在。在晶体管上加电压能实现门的功能，以控制管中电流的导通或阻断，利用这个原理便能实现信息编码，可以编写一种和挠镅岳床僮魉恰可以说，整个半导体产业基本都是在量子力学基础上才得以构建的，如果没有量子力学，就不会有芯片、计算机，乃至我们当前五花／的电子产品。现代互联网所代表的信息科技，包括原子钟、人工智能、、龋几孔恿学脱不了关系，现代医学的大多数成像工具和分析方法，如自旋磁共振、电子隧道显微镜等，基本也都是在量子力学的基础上才得以实现的。展望未来，如果通用量子计算机得到广泛应用，那整个社会的方方面面都会受到影响。中国科学院院士、中国科学技术大学郭光灿教授表示，医疗方面，我们生产新药物的速度会大大提高，这是因为新药制造需要计算机模拟哪个配方是最有效的，使用电子计算机模拟非常慢，但量子计算机很快就能计算出来；人工智能方面，无人驾驶汽车传感器如果使用量子技术，处理信息的反应速度会更快，性能就会提高；农业方面，可以利用量子计算机去研究光合作用，有科学家预言，如果这个应用研究成功了，太阳能的利用率会从现有的ヌ岣叩％，农业会出现跳跃式发展。虽然量子力学几乎构成了当前包围我们生活的各式各样电子产品的基础科学理论，但量子力学对于人类来说，仍然是一个巨大的“黑箱”。量子物理学中的一些现象看起来“毫无章法”，有的似乎完全说不通。所以，物理学家就基于客观存在的现象规律，通过数学工具提出了一些解释，来诠释这些现象，试图让量子物