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量子计算机是否存在相对论 一个神秘的物理现象 爱因斯坦也感到疑惑 至今没有解决...

时间:2018-08-31 03:59:42

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量子计算机是否存在相对论 一个神秘的物理现象 爱因斯坦也感到疑惑 至今没有解决...

本文参加百家号科学#了不起的基础科学#系列征文

现代人类在科学的道路上越走越远,地球上发生的所有自然现象,都可以用科学理论来解释,曾经困扰古代人类的风雨雷电等自然现象,也已经不再是难题,同时我们对脚下的地球了解越来越多,我们知道了地球只是雨中一个渺小的行星,就算是太阳这颗恒星,也算不上特殊,在无垠的星空中还存在着更多比太阳更大蕴藏的能量更恐怖的行星。

先不说浩瀚的宇宙,就说我们人类目前可以观察研究的领域中,是否有一个难题始终无法解释,并且让科学家感到一筹莫展呢?在量子力学领域,还真的存在一个这样的难题,让爱因斯坦也感到疑惑。

其实人类目前面临的科学难题有很多,比如“超越光速”“时间旅行”都是出现很久的难题,面对这些难题时,我们不用心急,在未来科学发展到足够的地步时,肯定会获得相关的答案,除了这两个难题以外,还有一个问题一直困扰着很多物理学大师,比如“爱因斯坦”“霍金”“薛定谔”,都对这个问题感到疑惑,并且始终相信只是因为目前人类的研究不够,才没办法获得答案。

这个难题就是量子力学中,量子纠缠状态的原理,1935年,爱因斯坦与波多尔斯基和罗森三位物理学大师,发表了一批论文,首次提出了“量子纠缠”的概念,如今已经过去了84年过去,将近一个世纪的时间,我们仍然没有找到答案,来解释“量子纠缠”的原理,可以说超光速和时间旅行,都是看得见摸不着,距离我们十分遥远,但是“量子纠缠”不一样,在微观世界几乎随处可见,随便两个光子就可以产生纠缠现象,却困扰了我们84年。

目前我们对量子纠缠的定义已经基本清楚,也把量子纠缠这个现象利用在了前沿的科技领域,比如“量子计算机”和“量子通信”,都是十分热门的科学领域,在未来肯定会对我们的生活造成很大的影响,“量子通信”就是一个很好的方向,但是目前我们只能利用量子的叠加态改变来传递一些简单的信息,利用这个状态进行无线电差不多的通话目前来说还是不可能的,同时也存在优点,那就是保密性很强。

简单的来说“量子纠缠”就是两个以上的量子,相互作用后“纠缠”在了一起,就像是一团毛线缠在一起,如果仅仅的是这样,也不会困扰科学家这么久了,关键是在我们把发生过纠缠的两个量子分开后,它们仍然可以相互影响,甚至忽视空间和距离的因素,我们中国的“墨子号科学实验卫星”就把两个纠缠状态中的量子分开,在1300公里外,两个光量子仍然会因为对方的变化而变化。

我们国家在量子力学的领域可以说是十分强大,前文提到的“墨子号”就可以实现无法被窃听的量子通讯,由此可以看出来,在未来量子力学领域会给我们的生活带来更多的改变,说了这么多,你一定觉得“量子纠缠”十分的强大,可惜的是我们可以利用量子纠缠这个状态,却无法理解。

爱因斯坦就认为量子纠缠十分可笑,因为这个状态打破了狭义相对论,我们无法解释为什么两个没有接触并且距离足够远的量子为什么可以互相影响,可以说这个状态是人类目前面对最让人疑惑的难题,想要解释量子纠缠,只能建立新的体系,目前量子已经是我们知道的最小的能量单位,量子纠缠现象或许是因为在我们看不到的地方,存在更小的能量单位,保证了这些量子之间相互作用的可能性。

说到这里在物理学中其实还有一个在人类想象中的物质和能量——“暗能量”和“暗物质”,科学家认为暗物质和暗能量占据了宇宙百分之以上的质量,却被办法观测,引力场不会衰减也是因为暗物质从中作怪,那么有没有可能量子纠缠这个状态,也和暗物质有关呢?

这个猜想还是要交给科学家,因为我们的科学水平还没有达到观测暗物质的地步,无法确定暗物质是否存在,而“量子纠缠”的难题或许在某位物理学家灵光一闪下可以得到解决,也有可能我们的实验仪器达到相应的级别后,水到渠成一样解决。

目前“量子纠缠”还是神秘的,你认为为什么会发生量子纠缠现象呢?欢迎在下方留言讨论,也可以关注我,每天带来不一样的科学趣闻!

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