從數學角度說,組合量子態的規則同樣可以被描述成向量的加減規則。
量子計算機,量子加密和量子經常出現在新聞中。關於它們的文章不可避免地涉及糾纏,這是量子物理學的壹個特性,它使所有這些神奇的裝置成為可能。
愛因斯坦稱糾纏是“ 遠處的怪異行為 ”,這個名字已經卡住並變得越來越受歡迎。除了構建更好的量子計算機之外,理解和利用糾纏在其他方面也很有用。
例如,它可用於更準確地測量引力波,並更好地了解特殊材料的特性。它也巧妙地出現在其他地方:我壹直在研究原子相互撞擊的方式是如何糾纏在壹起的,以了解它如何影響原子鐘的準確性。
但糾纏是什麽?有沒有辦法理解這種“怪異”的現象?我將嘗試通過匯集物理學中的兩個概念來解釋它:守恒定律和量子疊加。
保護法是所有物理學中最深刻和最普遍的概念。能量守恒定律指出,孤立系統中的總能量保持不變(盡管它可以從電能轉換為機械能轉換為熱能,等等)。該法律是我們所有機器的運作基礎,無論是蒸汽機還是電動車。保護法是壹種會計報表:妳可以交換壹些能量,但總量必須保持不變。
保持動量(動量是質量乘以速度)就是這樣的原因,當兩個不同質量的滑冰者相互推開時,較輕的滑冰者比較重的滑冰者移動得更快。這項法律也是著名的格言“每壹個動作都有相同和相反的反應。”保留角動量是為什麽 - 再次回到溜冰者 - 壹個旋轉的花樣滑冰運動員可以通過將她的手臂拉近她的身體來更快地旋轉。
量子力學中硬核科普:
如果用最簡的語言來描述壹下“裸量子力學”(bare theory)說了些什麽,可以這樣說,量子力學描述了系統的量子態如何演化,以及對某確定量子態的系統進行觀察時,會得到何種結果。再簡言之,就是兩件事,壹個是演化,壹個是觀察。