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量子疊加
鎖定
- 中文名
- 量子疊加
- 外文名
- quantum superposition
量子疊加量子是什麼
量子科學,對絕大多數人來説十分高冷。但當它與信息技術相連,就與我們每個人息息相關。當今社會,信息的傳播背後也充斥着信息泄露的風險。而量子科學則為信息安全提供了“終極武器”。
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問:量子究竟是什麼?
答:量子是因為構成物質的分子、原子、電子、光子等微觀粒子具有量子效應,所以也可以叫它們為量子,量子效應包括能量的不連續、位置不確定、狀態疊加、干涉、糾纏等。
我們中學裏做的雙縫干涉物理實驗,就是光子干涉引起的,這就是一種量子效應。
微觀粒子一般都具有量子效應,又分為費米子和玻色子兩類。
量子疊加什麼是量子疊加
比如,光子是光能量的最小單元,不存在“半個光子”,同理,也不存在“半個氫原子”“半個水分子”等等。量子世界中有兩個基本原理:
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小小的量子有一個非常奇怪的特性,那就是量子疊加。在我們熟悉的經典世界裏,一切都是確定性的,比如説一隻貓,它要麼是死的,要麼是活的。再比如説,你在一棟三層樓裏,在某一個具體的時間點,你只可能在其中的一個地點。
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但在量子世界卻完全不同,只要沒有人來干擾(這一説法叫測量或者觀察),你的狀態就是不確定的。一隻貓既可以是死的,也可以是活的,還可以處在死和活的疊加狀態上(參考薛定諤的貓),而你也可以同時在三層樓的任何地點。因為這些不確定性,所以量子不能被準確複製。
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所謂疊加狀態,是假設當一隻貓被封閉在一個內部信息不為人知的盒子裏,用一隻槍向盒子裏射擊,如果你用一個裝置,使這隻貓剛好50%的概率死亡,這時貓的量子態就是死貓狀態和活貓狀態的混合體(因為人們不能準確地知道貓此時狀態,且兩種狀態概率相等)。疊加狀態會引起量子糾纏,這也成了量子隨機事件的依據之一。
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- 參考資料
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- 1. 全球首顆量子衞星成功發射 帶你瞭解神奇的量子世界 .新華網.2016年08月16日[引用日期2018-09-20]
- 2. 詭異的量子疊加和量子糾纏,大自然並不禁止遠超光速的瞬間移動 .搜狐-科技.2017-09-28[引用日期2018-09-20]
- 3. 科技前沿:量子態疊加效應尺度刷新紀錄 .新華網.2015年12月31日[引用日期2018-09-21]