好莱坞的科幻聪明人都很好,真的很好。他们吸引我们进入虚拟现实宇宙心灵一次又一次地弯曲计算机生成图像。但是有更多的量子力学比在大屏幕上所看到的内容。
最近的一切都无处不在是一个典型的例子的多元宇宙固定。然而,“量子”也可以是一个统称为我们凡人无法理解的东西。像《泰德教授和他的指控,他押注小马计算固定在量子测量的比赛结果。在教授!
为了使复杂的访问,我们的量子物理学家已经提出了关于量子的10件事,你应该知道。
让我们休息一下,好吗?
量子力学是物理学的一个分支,涉及行为的物质和能量最小的规模。它描述了属性的粒子,如电子、光子和原子物理世界。量子力学可能看起来像一个抽象的概念留给科学家和物理学家。但实际上对我们日常生活有深远的影响。
其中最著名的量子力学的应用是电子产品。晶体管的发明,现代电子学的基础形式,依赖于量子力学的原则。此外,量子力学是量子计算的基础。这是一个技术,有望彻底改变计算能力和解决一些世界上最复杂的问题。
量子力学在医学和生物学也起着重要作用。磁共振成像(MRI)机器使用量子力学的原则创建详细的人体内部结构图像。他们已经成为医学诊断的一个重要工具。理解亚原子粒子的行为已经帮助科学家更好地理解支配人体的基本流程,如蛋白质折叠和互动的方式。
现在(鼓)列表
- 的剑桥词典定义量子“最小的数量或单位,特别是能源”。
- 量子物体太小,经典力学不能精确地描述他们的行为。对象包括原子、离子的原子,亚原子粒子如电子和光子。
- 量子物理学的科学研究这些量子物体。
- 量子力学是一组规则,描述这些量子对象的行为。
- 量子行为是不直观和不同在日常我们所看到的宏观尺度。但事实上,量子力学描述了量子行为很好。
量子继续…
- 了解量子物体的行为是打开一个全新的技术领域的可能性。
- 量子计算机利用我们对上述量子行为的理解。这些使我们问一个问题,一个复杂的答案。与经典计算机(今天的“正常”计算机使用二进制0和1),我们得到一个黑人和白人“是的”或“不”的回答。使用量子,得到基于概率的“也许”作为答案的量子叠加态。这听起来可能不是很有用,但与正确的方法问,量子计算机可以折扣错误的答案,而不是放大正确答案。
- 量子计算机将擅长一些计算问题,但对其他人来说,经典的电脑仍将是最优的。例如,困难的数学问题,如大量分解质因数。今天许多数字加密算法使用依赖的前提下' factorisation与经典计算机几乎是不可能的。' factorisation锻炼的过程,结合质数相乘可以给一个目标号码。因此,量子计算机的一个主要担忧是,他们可以破解常见的加密方案相对容易。经典计算机不适合高度复杂系统的优化。例如,在交通网络时间计算一个好的解决方案需要更长的时间比系统的变化。预计量子计算机将指数的提高计算速度,允许实时优化。
- 量子态是很脆弱,很容易受到外部因素的影响如磁场和电场。人们可以利用这种通过创建设备控制和使用这些交互创建敏感的探测器。一个著名的例子是磁传感器医疗从业者用来衡量大脑中微小的电信号。
- 量子通信使用的量子态量子对象来保存和携带信息。它是安全,因为如果有人拦截消息将会崩溃的量子状态。这将是明显的发送方和接收方。
一些关键的定义
叠加态是量子对象时两个州(例如上下或开关)实际上可以在同一时间。当观察到量子对象时,它会立即将只在一个或其他状态。概率帮助我们理解这种行为。
当两个或两个以上的量子纠缠对象是相互依存的。不能描述一个对象没有引用到另一个和行为影响或使已知的另一个属性。
隧道是一个量子对象可以通过一个能量势垒,大多数时候它没有足够的能量来明确。然而,由于量子力学的概率性质有时也通过障碍。
下一步是什么呢?
当我们还在早期阶段的量子技术能力,可能性的领域越来越明显。量子应用程序将使科学家和研究人员:
加快医疗药物和材料发展
加强国家安全,支持国防
增加生产矿产勘查和矿业的水资源管理和其他部门
提高安全通信等产业空间