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量子是什么东西(量子技术是什么意思)( 二 )


但是薛定谔忘了，量子力学的目的是探索微观领域，而不是宏观世界，有时候宏观世界并不能用来解释微观世界 。
量子力学的一个中心原理就是粒子可以以叠加态存在，同时具有两种相反的性质，也就是我们所说的波粒二象性 。虽然我们在日常生活中经常会面临“非此即彼”的选择，但在微观世界中我们可以接受“非此即彼”，就像我们常说的不能简单判断一个人的善恶一样 。
薛定谔的猫可以说非常生动，让大家看到了量子力学的本质——一个量子系统可以处于不同量子态的叠加态 。
态的叠加会造成量子纠缠 。在量子力学中，当几个粒子相互作用时，由于每个粒子的特性已经集成为一个整体性质，所以不可能单独描述每个粒子的性质，只能描述整个系统的性质 。这种现象被称为量子纠缠或量子纠缠 。
量子纠缠是一种纯粹的量子系统现象 。在经典力学中，我们找不到类似的现象 。比如微观世界中，两个纠缠的粒子可以超越空进行瞬间相互作用 。也就是说，一个纠缠粒子在地球上，另一个纠缠粒子在月球上 。只要测量地球上的粒子，发现它的自旋较低，那么另一个远离月球的纠缠粒子的自旋一定较高 。
除此之外，量子还有一个有趣的现象，那就是量子隧道效应 。举个例子，如果一个人很着急，前面有座山挡住了去路，那么如果一个人想去山的另一边，那么你只能翻越这座山 。但对于粒子来说，它可以直穿而过，即使能量不足，也可以穿山而过 。这就是粒子隧穿——量子隧穿效应 。
基本上，一个粒子没有形状和固定的路径 。不确定性是它唯一的属性 。它既是波又是粒子 。就像我们对着墙喊 。即使99.99%的声波被反射，其中一部分仍然会衍射穿过墙壁，到达另一个人的耳朵 。因为墙不可能阻隔物质波，只能在拦截的过程中衰减 。
量子的运用目前量子科学广泛应用于量子通信和量子计算机 。
因为无论两个纠缠态的粒子相距多远，只要其中一个发生变化，另一个也会瞬间发生变化 。利用这一特性实现光量子通信的过程是这样的:预先构造一对纠缠态的粒子，将两个粒子放置在通信的两边，量子态未知的粒子和发送方的粒子共同测量(一个操作)，使接收方的粒子瞬间坍缩(变化)，坍缩(变化)到某一状态 。这种状态与发送方坍缩(变化)粒子的状态是对称的，然后通过经典信道将联合测量的信息传递给接收方 。接收方根据接收到的信息对塌缩粒子进行幺正变换(相当于逆变换)，未知量子态与发送方完全相同 。
与光量子通信相比，经典通信的安全性和效率是无法与之相比的 。安全——量子通信永远不会“泄密” 。量子通信技术被认为是“未来信息社会保障通信保密性和私密性的关键技术” 。
从潘建伟教授首次成功实现100 km 空量级的量子隐形传态和纠缠分发，历经四年，2016年墨子号量子卫星成功发射 。
中国科学家15日(当地时间)在美国《科学》杂志上报告说，中国“墨子号”量子卫星在世界上首次实现了千公里量级的量子纠缠，这意味着量子通信向实用化迈进了一大步 。

目前，量子数需要实现基于纠缠的量子密钥分发，量子密钥分发利用量子力学性质保证通信安全 。它使双方能够生成并共享一个随机且安全的密钥来加密和解密消息 。
量子密码的核心是量子密钥分发，利用量子力学的特性来保证通信的安全性 。它使双方能够生成并共享一个随机且安全的密钥来加密和解密消息 。
这里我们要强调:
量子纠缠是如何产生的？现在科学家已经掌握了很多制备量子纠缠的方法和途径 。最常用的方法是在非线性晶体上照射激光束，产生纠缠光子对 。所以，人不可能仅仅通过翻书就产生量子纠缠 。任何声称利用量子纠缠原理的人都可以被判定为骗子 。
因为量子叠加的特性，这个纠缠光子源是概率性的 。这种参量下转换产生的众多光子对中，只有一对是纠缠的，人们甚至无法事先知道是哪一对纠缠，只能用能够确定纠缠的探测器来识别 。但一旦确认光子对是纠缠的，纠缠就会因测量而消失 。这也导致了目前量子通信的应用存在一些缺陷 。
量子计算被视为第四次工业革命的引擎 。目前科学界普遍认为第四次工业革命将诞生在核聚变、量子技术、5G、人工智能和基因工程 。
目前，经典计算机的发展已经陷入瓶颈 。随着晶体管体积的缩小，计算机能够容纳的元器件数量在增加，产生的热量也在增加 。其次，随着元器件体积变小，电子会穿过元器件，产生量子隧道效应，导致经典计算机的比特不稳定 。


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