4.14世界量子日:回顾量子百年
FUTURE远见| 2023-04-14
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量子物理的诞生日
1900年12月14日,德国著名科学家普朗克在德国物理学会上做了一个有历史意义的报告,题为《正常光谱辐射能的分布理论》,从此12月14日便成了量子物理的诞生日。
什么是量子物理学
量子物理(Quantum Physics),是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。
量子物理包括两个部分:一是量子力学,它是原子层次的物理理论,是解释微观世界物质运动规律的理论;二是量子场论,它是研究场的基本规律,揭示了与物质本质相关的一些深刻问题。
量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。20世纪,量子力学给我们提供了一个物质和场的理论,它改变了我们的世界;21世纪,量子力学将继续为所有的科学提供基本的观念和重要的工具。
量子物理学是描述自然界最基本的理论,在构成宇宙的基本粒子和力的层面描绘自然。它是变革性技术发展的起源,量子技术帮助塑造了今天的社会,如晶体管、激光、医学成像等。在过去的几十年里,量子科学的发展超越了物理学的范畴,一直在改变我们对信息的理解,并为量子计算机和量子互联网等新的革命性信息技术打开了前景。
为什么选在4月14日?
世界量子日是由来自65个以上国家的量子科学家发起的一项倡议,于2021年4月14日启动。之所以将4月14日定为世界量子日,是因为这是普朗克常数4.135667696×10⁻¹⁵ eV·s,四舍五入后的值,它是能量和时间的乘积,是量子物理学的基本常数。
啥是量子纠缠?
这是量子力学里面描述粒子特性的一个概念,说的是当几个粒子在一起相互作用后,其原来各自的特性就会消失,而综合成整体性质,人们无法将这些粒子区分单独描述某个粒子性质,只能够描述整体系统的性质。
即便把这些粒子分开到很远距离,它们的这种性质依然存在。理论上认为量子纠缠距离可以达到任意远,最诡异的就是,根据不确定性原理,测量粒子会让粒子运动发生改变,这种改变会瞬间传递到任意距离纠缠着的粒子,让其运动同时改变。
如A和B一对纠缠着的粒子,它们的纠缠状态是一个为左旋,一个为右旋,把它们分开放在距离很远的两地,只要测量A粒子,其运动发生改变成为右旋,那个在远方B粒子一定会变为左旋;而测量B粒子,则A粒子同样会发生改变。

我国2016年发射的墨子号量子科学实验卫星,证实了处于纠缠态的两个光子,分开1200km距离后依然保持这种性质。2019年7月12日,英国格拉斯哥大学的科学家们,首次拍摄到量子纠缠的照片(上图)。
原文链接:
https://mp.weixin.qq.com/s/5BQksApy4xH6RO9RLU9Y2A
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