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量子技术将走向何方

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量子技术将走向何方

发布日期:2020-08-17 作者: 点击:

量子技术是研究微观粒子(如电子、原子、分子等)运动规律的理论。原子核和固体的性质以及其他微观现象,目前已基本上能从以量子力学为基础的现代理论中得到说明。现在量子力学不仅是物理学中的基础理论之一,而且在化学和许多近代技术中也得到了广泛的应用。上世纪末和本世纪初,物理学的研究领域从宏观世界逐渐深入到微观世界;许多新的实验结果用经典理论已不能得到解释。大量的实验事实和量子论的发展,表明微观粒子不仅具有粒子性,同时还具有波动性(参见波粒二象性),微观粒子的运动不能用通常的宏观物体运动规律来描写。德布罗意、薛定谔、海森堡,玻尔和狄拉克等人逐步建立和发展了量子力学的基本理论。应用这理论去解决原子和分子范围内的问题时,得到与实验符合的结果。因此量子力学的建立大大促进了原子物理。固体物理和原子核物理等学科的发展,它还标志着人们对客观规律的认识从宏观世界深入到了微观世界。

量子技术

量子力学是用波函数描写微观粒子的运动状态,以薛定谔方程确定波函数的变化规律,并用算符或矩阵方法对各物理量进行计算。因此量子力学在早期也称为波动力学或矩阵力学。量子力学的规律用于宏观物体或质量和能量相当大的粒子时,也能得出经典力学的结论。在解决原子核和基本粒子的某些问题时,量子力学必须与狭义相对论结合起来(相对论量子力学),并由此逐步建立了现代的量子场论。

量子技术

量子技术建立在研究能量和物质的最小粒子的基础上,并以现有技术无法实现的方式收集、生成和处理信息。量子传感器可用于科学、工业和导航领域。量子通信可以让企业和政府安全地传输信息。量子计算机可以极大地加速某些应用的计算,例如机器学习和解密信息。

量子技术

量子技术利用应用于最小规模的反直觉特性。一是两个或多个粒子之间的一种联系,称为“纠缠”,测量一个粒子可以揭示关于其他粒子的信息。二是“叠加”,它允许粒子在未观测到的情况下同时处于所有可能的可观测状态。三是“不可克隆定理”,它禁止复制未知的量子态。量子技术利用这些特性的组合来感知、通信和计算。

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关键词:量子体膜,量子内衣,量子技术

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