“量子”到底是什么?它颠覆了我们太多的传统认知( 二 )


“量子”到底是什么?它颠覆了我们太多的传统认知
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量子纠缠。何为“量子纠缠”?当几个量子发生相互作用后,就会成为一个不可分割的整体,处于纠缠态,不能单独描述其中一个量子的特性。无论量子之间相距多远,整体状态不会发生改变。其中一个量子的状态发生改变,其他量子的状态立刻也会跟着发生相应改变,以保证量子的整体性不会改变!量子之间就好像有“心灵感应”一样,能瞬间感应到彼此!
比如说,即便两个纠缠的量子分别被放在宇宙的两端,只要其中一个量子的自旋方向发生改变,另一个量子的自旋方向也会跟着马上发生变化。
而一旦我们对其中一个量子进行观测,量子的状态马上确定下来,同时量子之间的纠缠关系立刻消失,整体性也不复存在,两个量子不再有任何关系!
量子的这种纠缠态通常会被应用在量子密钥分发领域,极大地提升保证信息的安全系数。一旦信息被窃听(也就是观测),量子纠缠作用马上就会消失,这样信息的分发者立刻就能知道有人在窃听盗取信息了!理论上这种信息分发的安全系数可以是百分之百的。
量子隧穿。何为“量子隧穿”?用宏观世界的例子更好理解。比如说在我们的宏观世界,赤手空拳的你在面对一堵10米高的墙时,无论如何是不可能翻越过去的,用微观世界的术语就是:10米远远超出了你的“能量势垒”!
“量子”到底是什么?它颠覆了我们太多的传统认知
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但在微观世界一切大不一样。量子(还有各种微观粒子)有一定几率突破自己的“能量势垒”,直接“翻越过去”。这种几率虽然并不大,但由于微观粒子数量太庞大了,能突破能量势垒的微观粒子绝对数量也会很多的。
在我们的太阳内部,1500万度的高温本来是远远达不到核聚变条件的,但正是因为量子隧穿效应,总有一些微观粒子突破“1500万度”的低温约束发生核聚变。
量子隧穿效应早已经应用在我们日常使用的产品当中,比如最常见的半导体,扫描隧道显微镜等产品。
“量子”到底是什么?它颠覆了我们太多的传统认知】随着科学家对量子力学的深入研究,将会有越来越多的量子产品出现在我们身边,在不远的未来很可能引发新一轮技术革命!

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