国家自然科学一等奖的“量子纠缠”到底是个啥
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-07-09
“实现千公里级的量子纠缠分发”究竟有多“牛
首先我给大家介绍下量子叠加原理。什么是量子叠加原理？举个例子来说，《西游记》我想大家都看过吧!就算没有看过原著，电视剧三十年如一日的重播，肯定也会看过，我从小也非常希望有孙悟空的一个能力，就是它的分身术，一个分身留在这里听老师训话上课，另外一个分身就跑出去捣蛋。那么在量子的世界里，量子就是孙悟空，它也有分身术，但是跟孙悟空的分身术不一样的地方在于，在量子的世界里量子的分身术不能被人看到，一旦有人去看它，它的分身就会随机地消失，而最后只留下一个。
假设你在 ABC 三个地方有三个分身，如果有人不管在那个地方去看它，它有可能 AB 的分身消失，也有可能是 BC，也有可能是 AC，随机的消失一个，而只留下一个分身，这个就是跟孙悟空分身术不一样的地方。这个事情本身可以通过一个双缝实验来验证。有这么两个一模一样的狭缝，我们有一杆枪不停地发出电子，那么电子会同时穿过这两个狭缝，而在背后留下一个相应的干涉条纹。但如果我们有一个装置可以去看，这个电子是从哪个狭缝过的时候，你就会发现，每一次它只从其中一个过，而在后面留下两条杠。没有观测的时候，它是同时穿过；有观测的时候，它只从一个地方穿过，两种状态并行，这个就是量子叠加原理。
再举一个形象的例子，假设我就是一个量子，我下班回家有两条路，一个是鲜花市场，一个是海鲜市场，每天我下班回家，我开着自己的车，相当于我对自己进行个测量。那么，我就很清楚，我是从哪条路回家的。回到家里，我太太也很清楚因为她闻一下我就知道，如果我是从鲜花市场，那么我身上都是香的；如果我身上全是鱼腥味，那么就知道，我是从海鲜市场。但有天我非常累，我就打了个车回家，回到家以后，我太太问我说，今天你是从哪条路回来的呀？我说不好意思，刚刚路上睡着了，我也不知道从哪条路上回来的。你闻下我身上看看。她闻了一下发现好奇怪，怎么你身上一半是香的，一半是臭的，就好像我从两条路同时过来了一样，那么，这个就是量子的叠加原理。当有人对它进行测量，它就只有一种状态，如果没有人对它测量的话，它是多种状态并存。当然，在现实生活中，更大的可能，我是被那个出租车司机给坑了。这个是量子叠加原理。
如果把量子叠加原理合到多个量子的情况会是什么呢？那就是一个爱因斯坦称之为遥远距离诡异的相互作用的一个量子纠缠，它就像双胞胎心灵感应一样，这两颗骰子无论相距多远，掷出来的结果始终是一样的。那么用刚刚那个量子分身的概念来讲，就是说，比如说我和你纠缠在一起，每个人都有两个分身在北京和上海，如果有人对我进行了测量，那么我们知道有个分身会消失，那么你的分身会怎么样呢？我可以告诉大家的是，你的分身也会消失。比如我上海的分身消失了，只留下北京的分身，那我就知道，而且必然会发生的事情，就是你在上海的分身也会消失，只留下北京的分身，这就是量子纠缠。
有了量子纠缠，量子隐形传输的概念也就呼之欲出。如果我们想把北京的量子传送到上海，那怎么办呢？我现在北京和上海之间建立这样的纠缠，然后我通过对两地的粒子，做一些特殊的操作，那么在北京的量子就会消失出现在上海。
有了量子叠加原理和量子纠缠，那么我们到底有些什么用呢？首先一个应用就是计算机的一个飞跃，因为我们知道，我们经典的计算机中，它只有 0 和1，每个比特都是这两种状态，但在我们的量子中可以处在 0 和 1 的叠加状上，那么这样我一旦操纵的量子数目增多，它就会以指数增长的形式来提升它的运算速度，有这么个并行运算的能力。举个例子来说，我们如果分解 300 位的大数分解，用经典的计算机，它需要 15 万年，那我有个量子计算机，它只要一秒钟就可以算出来。当我们操纵 25 个量子的时候，我们的计算机能力已经达到了现有的计算机四核计算能力，而当我们能操纵 50 个量子的时候，现在世界上最快的计算机——天河二号，它的计算能力已经赶不上了。当然量子计算还比较遥远，虽然说未来它会给我们带来很多的应用，比如说天气预报、石油勘探等等等等。
朱士群的研究成果
答：分析了复杂网络的结构、偏好连接、相继故障以及复杂网络中的拓朴结构和时间延迟对系统共振行为的影响等。探讨了多粒子的量子隐形传态和自旋系统中量子纠缠的产生、度量、调控及其在量子计算中的可能应用，讨论了纠缠熵和保真度等与自旋系统量子相变的关系。在国国外权威物理学刊物上发表学术论文180余篇，其中有...
求量子力学的所有观点与概念以及实验的过程
答：量子态隐形传输 目录[隐藏]量子态隐形传输 中国实现世界上最远距离的量子态隐形传输 多粒子量子纠缠态隐形传输与三旋理论 证实穿越大气层可行[编辑本段]...联合小组在自由空间量子通信领域的一系列工作,得到了科技部重大科学研究计划、中科院知识创新工程重大项目和国家自然科学基金项目等支持,并引起了国际学术界的广泛...
杨名人物简介
答：杨名的研究工作得到了国家和省部级科研项目的大力支持，他主持并参与过多项国家级自然科学基金和省部级重要科研课题。他的学术贡献得到了认可，曾分别荣获安徽省自然科学三等奖和安徽省高等学校省级优秀科技成果奖一等奖。他的博士学位论文更是荣获了全国优秀博士学位论文提名论文和安徽省优秀博士学位论文的荣誉...
吴小华的四川大学教授
答：一九九九年十月至二〇〇一年十一月期间在南京大学做博士后。现为四川大学物理学院教授，理论物理方向博士生导师。本人目前从事理论物理方向研究。其一是量子力学的基础及应用研究，尤其是关于量子纠缠的讨论，发表SCI论文十余篇。其二是QCD中的真空及强子性质研究，现有国家自然科学基金资助项目一项。主要的论文(...
赵慧的科研情况
答：研究成果主要发表在《International Journal of Quantum Information》、《Physics Letter A》、《Chinese Physics letters》、《Communications Theory Physics》、《数学研究与评论》等国内外著名学术刊物上，其中多篇被SCI收录。曾参与的科研项目有国家自然科学基金和北京市自然科学基金。主持的科研项目有国家自然...
李树深简介及详细资料
答：李树深先后参加和主持国家八五、九五攀登计画、国家重大基础研究计画项目(973项目)及国家自然科学基金委和中国科学院重大、重点项目多项 ,2004年、2009年和2017年三次获国家自然科学二等奖 。 承担项目 时间 项目名称 项目来源 2009-2013 微纳结构中的量子调制和套用探索 国家科技部重大基础研究计画(973)项目 2007...
吴小华个人简历
答：在2004年，他转战中央电视台西部频道，成为了《在路上》栏目的编导，这个阶段的他可能更加专注于旅行类节目的策划和执行，为观众呈现了独特的视觉和文化体验。2008年，他开始担任内蒙古卫视的《我爱我的2008》栏目制片人，这一年是中国历史上的重要时刻，他的工作内容可能涉及到对这一特殊时期的记录和呈现...
中科院首次实现二维异核单原子阵列,可应用于量子计算与模拟
答：未来有望在基于该多体量子平台的量子计算、量子模拟、单分子阵列、精密测量、多体物理等多方面研究中取得突出进展。特别研究助理盛诚为论文第一作者，郑州大学博士后郭瑞军参与该项研究。研究得到了 科技 部重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院先导专项和中科院青年创新促进会项目的资助。校对：张亮亮 ...
2012年我国的重大科技进步是什么
答：这个发现使我们对中微子的基本特性有了更深入的了解，开启了未来中微子物理发展大门。被美国《科学》杂志评为2012年度世界十大科学突破之一。2．量子通信与量子计算相关研究取得一系列突破。在国际上首次实现八光子纠缠，再次刷新光子纠缠态制备的世界记录，相关论文发表在《自然》杂志子刊《自然－光子学》上；...
量子态隐形传输技术能传实物不?
答：无法传输任何宏观物体或微观物体 传输的是粒子所携带的量子信息
非常牛，可以实现量子通信，而且不会被窃听不会被黑客黑。还可以做量子计算机，计算速度可以比现在的超级计算机高出很多倍，有了它智能智慧机器人成为可能
简单理解，就是处于纠缠状态的量子，无论彼此距离多远，其中一个发生状态改变，会“同时”在其他的那几个上体现出来……这是超光速的！据说比光速快4个数量级！
说到量子世界，其实有两个最基本的原理，就是量子叠加原理，而另外一个其实是由量子叠加原理引申出来的量子纠缠。首先我给大家介绍下量子叠加原理。什么是量子叠加原理？举个例子来说，《西游记》我想大家都看过吧!就算没有看过原著，电视剧三十年如一日的重播，肯定也会看过，我从小也非常希望有孙悟空的一个能力，就是它的分身术，一个分身留在这里听老师训话上课，另外一个分身就跑出去捣蛋。那么在量子的世界里，量子就是孙悟空，它也有分身术，但是跟孙悟空的分身术不一样的地方在于，在量子的世界里量子的分身术不能被人看到，一旦有人去看它，它的分身就会随机地消失，而最后只留下一个。
假设你在 ABC 三个地方有三个分身，如果有人不管在那个地方去看它，它有可能 AB 的分身消失，也有可能是 BC，也有可能是 AC，随机的消失一个，而只留下一个分身，这个就是跟孙悟空分身术不一样的地方。这个事情本身可以通过一个双缝实验来验证。有这么两个一模一样的狭缝，我们有一杆枪不停地发出电子，那么电子会同时穿过这两个狭缝，而在背后留下一个相应的干涉条纹。但如果我们有一个装置可以去看，这个电子是从哪个狭缝过的时候，你就会发现，每一次它只从其中一个过，而在后面留下两条杠。没有观测的时候，它是同时穿过；有观测的时候，它只从一个地方穿过，两种状态并行，这个就是量子叠加原理。
再举一个形象的例子，假设我就是一个量子，我下班回家有两条路，一个是鲜花市场，一个是海鲜市场，每天我下班回家，我开着自己的车，相当于我对自己进行个测量。那么，我就很清楚，我是从哪条路回家的。回到家里，我太太也很清楚因为她闻一下我就知道，如果我是从鲜花市场，那么我身上都是香的；如果我身上全是鱼腥味，那么就知道，我是从海鲜市场。但有天我非常累，我就打了个车回家，回到家以后，我太太问我说，今天你是从哪条路回来的呀？我说不好意思，刚刚路上睡着了，我也不知道从哪条路上回来的。你闻下我身上看看。她闻了一下发现好奇怪，怎么你身上一半是香的，一半是臭的，就好像我从两条路同时过来了一样，那么，这个就是量子的叠加原理。当有人对它进行测量，它就只有一种状态，如果没有人对它测量的话，它是多种状态并存。当然，在现实生活中，更大的可能，我是被那个出租车司机给坑了。这个是量子叠加原理。
如果把量子叠加原理合到多个量子的情况会是什么呢？那就是一个爱因斯坦称之为遥远距离诡异的相互作用的一个量子纠缠，它就像双胞胎心灵感应一样，这两颗骰子无论相距多远，掷出来的结果始终是一样的。那么用刚刚那个量子分身的概念来讲，就是说，比如说我和你纠缠在一起，每个人都有两个分身在北京和上海，如果有人对我进行了测量，那么我们知道有个分身会消失，那么你的分身会怎么样呢？我可以告诉大家的是，你的分身也会消失。比如我上海的分身消失了，只留下北京的分身，那我就知道，而且必然会发生的事情，就是你在上海的分身也会消失，只留下北京的分身，这就是量子纠缠。
有了量子纠缠，量子隐形传输的概念也就呼之欲出。如果我们想把北京的量子传送到上海，那怎么办呢？我现在北京和上海之间建立这样的纠缠，然后我通过对两地的粒子，做一些特殊的操作，那么在北京的量子就会消失出现在上海。
有了量子叠加原理和量子纠缠，那么我们到底有些什么用呢？首先一个应用就是计算机的一个飞跃，因为我们知道，我们经典的计算机中，它只有 0 和1，每个比特都是这两种状态，但在我们的量子中可以处在 0 和 1 的叠加状上，那么这样我一旦操纵的量子数目增多，它就会以指数增长的形式来提升它的运算速度，有这么个并行运算的能力。举个例子来说，我们如果分解 300 位的大数分解，用经典的计算机，它需要 15 万年，那我有个量子计算机，它只要一秒钟就可以算出来。当我们操纵 25 个量子的时候，我们的计算机能力已经达到了现有的计算机四核计算能力，而当我们能操纵 50 个量子的时候，现在世界上最快的计算机——天河二号，它的计算能力已经赶不上了。当然量子计算还比较遥远，虽然说未来它会给我们带来很多的应用，比如说天气预报、石油勘探等等等等。
答：分析了复杂网络的结构、偏好连接、相继故障以及复杂网络中的拓朴结构和时间延迟对系统共振行为的影响等。探讨了多粒子的量子隐形传态和自旋系统中量子纠缠的产生、度量、调控及其在量子计算中的可能应用，讨论了纠缠熵和保真度等与自旋系统量子相变的关系。在国国外权威物理学刊物上发表学术论文180余篇，其中有...
答：量子态隐形传输 目录[隐藏]量子态隐形传输 中国实现世界上最远距离的量子态隐形传输 多粒子量子纠缠态隐形传输与三旋理论 证实穿越大气层可行[编辑本段]...联合小组在自由空间量子通信领域的一系列工作,得到了科技部重大科学研究计划、中科院知识创新工程重大项目和国家自然科学基金项目等支持,并引起了国际学术界的广泛...
答：杨名的研究工作得到了国家和省部级科研项目的大力支持，他主持并参与过多项国家级自然科学基金和省部级重要科研课题。他的学术贡献得到了认可，曾分别荣获安徽省自然科学三等奖和安徽省高等学校省级优秀科技成果奖一等奖。他的博士学位论文更是荣获了全国优秀博士学位论文提名论文和安徽省优秀博士学位论文的荣誉...
答：一九九九年十月至二〇〇一年十一月期间在南京大学做博士后。现为四川大学物理学院教授，理论物理方向博士生导师。本人目前从事理论物理方向研究。其一是量子力学的基础及应用研究，尤其是关于量子纠缠的讨论，发表SCI论文十余篇。其二是QCD中的真空及强子性质研究，现有国家自然科学基金资助项目一项。主要的论文(...
答：研究成果主要发表在《International Journal of Quantum Information》、《Physics Letter A》、《Chinese Physics letters》、《Communications Theory Physics》、《数学研究与评论》等国内外著名学术刊物上，其中多篇被SCI收录。曾参与的科研项目有国家自然科学基金和北京市自然科学基金。主持的科研项目有国家自然...
答：李树深先后参加和主持国家八五、九五攀登计画、国家重大基础研究计画项目(973项目)及国家自然科学基金委和中国科学院重大、重点项目多项 ,2004年、2009年和2017年三次获国家自然科学二等奖 。 承担项目 时间 项目名称 项目来源 2009-2013 微纳结构中的量子调制和套用探索 国家科技部重大基础研究计画(973)项目 2007...
答：在2004年，他转战中央电视台西部频道，成为了《在路上》栏目的编导，这个阶段的他可能更加专注于旅行类节目的策划和执行，为观众呈现了独特的视觉和文化体验。2008年，他开始担任内蒙古卫视的《我爱我的2008》栏目制片人，这一年是中国历史上的重要时刻，他的工作内容可能涉及到对这一特殊时期的记录和呈现...
答：未来有望在基于该多体量子平台的量子计算、量子模拟、单分子阵列、精密测量、多体物理等多方面研究中取得突出进展。特别研究助理盛诚为论文第一作者，郑州大学博士后郭瑞军参与该项研究。研究得到了 科技 部重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院先导专项和中科院青年创新促进会项目的资助。校对：张亮亮 ...
答：这个发现使我们对中微子的基本特性有了更深入的了解，开启了未来中微子物理发展大门。被美国《科学》杂志评为2012年度世界十大科学突破之一。2．量子通信与量子计算相关研究取得一系列突破。在国际上首次实现八光子纠缠，再次刷新光子纠缠态制备的世界记录，相关论文发表在《自然》杂志子刊《自然－光子学》上；...
答：无法传输任何宏观物体或微观物体 传输的是粒子所携带的量子信息
