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量子漲落
鎖定
量子漲落解釋
首先什麼是漲落,比如我們測一根火柴棍的長度,測量了十次,每次都可能不一樣,記作
,我們可以對它們求個平均:
但由於每次偏離是隨機的,如此定義的偏離的平均是0。合理的定義是對偏離的大小做平均,所謂偏離的大小是
偏離
的絕對值。這可以看做是先平方再開方:
為什麼不直接使用
,是因為這樣做量綱就不對了,
的量綱是面積,開方後才是長度。考慮到我們測量了十次,偏離的大小
定義為:
—————————————————————類比的分隔線——————————————————
假如我們測量粒子的位置,粒子的位置在哪裏我們也不知道,我們只知道粒子出現在位置x的幾率密度是
。平均位置
就是:
在量子力學中,粒子出現在任意位置都是有可能的,此時對平均位置的偏離是:
有意義的是偏離的大小,即絕對值:
可以先對
求平方,再求量子力學平均,然後再開方注2:
位置對量子力學平均值的偏離也叫漲落,漲落的大小由
表徵,由於這種偏離是由量子力學的本質特徵——波函數
決定,所以我們管這種漲落叫量子漲落。
量子漲落意義
量子漲落看似違反了能量守恆定律,但這種漲落髮生在空間中的任何地方,而且能量存在的時間非常短,時刻一到,它就要消失,所以在大尺度上,能量守恆定律並沒有被破壞。不過,上世紀60年代末,有人想到一種可能性:物質或能量的萬有引力本身具有負的能量(因為引力是吸力,假設無限遠的勢能是0,那麼當物體靠近後因為引力做功使得其勢能為負值)。當漲落產生的能量產生的瞬間,它又產生了一個引力場,引力的負能量與物質(或能量本身)對應的正能量互相抵消,使整個系統看起來並沒有多出能量,所以量子漲落沒有違反能量守恆定律。
[1]
量子漲落相關算法
量子退火(英語:Quantum annealing)是一種量子漲落特性的次經驗算法,可以在目標方程擁有多組候選解答的情況下,找到全局最優解。量子退火主要用於解決離散空間有多個局部最小值的問題(組合優化問題),像是尋找自旋玻璃的基態。