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量子學術研究

發布時間: 2021-03-10 20:30:02

A. 量子通訊的中國研究

中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室的潘建偉教授及其同事, 利用冷原子量子存儲技術在國際上首次實現了具有存儲和讀出功能的糾纏交換,建立了由300米光纖連接的兩個冷原子系綜之間的量子糾纏。這種冷原子系綜之間的量子糾纏可以被讀出並轉化為光子糾纏以進行進一步的傳輸和量子操作。該實驗成果完美地實現了長程量子通信中亟需的「量子中繼器」,向未來廣域量子通信網路的最終實現邁出了堅實的一步。
類比於傳統的電子通訊中為了補償通訊號衰減而進行整形和放大的電子中繼器,奧地利科學家在理論上提出,可以通過量子存儲技術和量子糾纏交換和純化技術的結合來實現量子中繼器,從而最終實現大規模的長程量子通訊。量子存儲的實驗實現卻一直存在著很大的困難。為了解決量子存儲問題,國際上人們做了大量的研究工作。比如段路明及其奧地利、美國的合作者就曾於2001年提出了基於原子系綜的另一類量子中繼器方案。由於這一方案具有易於實驗實現的優點,受到了學術界的廣泛重視。然而,隨後的研究表明,由於這一類量子中繼器方案存在著諸如糾纏態對信道長度抖動過於敏感、誤碼率隨信道長度增長過快等嚴重問題,無法被用於實際的長程量子通訊中。
為了解決上述困難,潘建偉、陳增兵和趙博等在理論上提出了具有存儲功能、並且對信道長度抖動不敏感、誤碼率低的高效率量子中繼器方案。同時,潘建偉研究小組與德國、奧地利的科學家經過多年的合作研究,在逐步實現了光子—原子糾纏、光子比特到原子比特的量子隱形傳態等重要階段性成果的基礎上,最終實驗實現了完整的量子中繼器基本單元。由於量子中繼器實驗實現在量子信息研究中的重要意義。
作為新一代通信技術,量子通信基於量子信息傳輸的高效和絕對安全性,國際科研競爭中的焦點領域之一。合肥城域量子通信試驗示範網於2010年7月啟動建設,投入經費6000多萬元。經過中國科學技術大學和安徽量子通信技術有限公司科研人員歷時1年多的努力,項目建成後試運行,各項功能、指標均達到設計要求。該項目2012年3月29日通過安徽省科技廳組織的專家組驗收,30日正式投入使用。
具有46個節點的量子通信網覆蓋合肥市主城區,使用光纖約1700公里,通過6個接入交換和集控站,連接40組「量子電話」用戶和16組「量子視頻」用戶。主要用戶為對信息安全要求較高的政府機關、金融機構、醫療機構、軍工企業及科研院所,如合肥市公安局、合肥市應急指揮中心、中國科技大學、合肥第三人民醫院及部分銀行網點等。
合肥量子通信網的建成使用,標志著我國繼量子信息基礎研究躋身全球一流水平後,在量子信息先期產業化競爭中也邁出了重要一步。我國北京、濟南、烏魯木齊等城市的城域量子通信網也在建設之中,未來這些城市將通過量子衛星等方式聯接,形成我國的廣域量子通信體系。

B. 美法學者因量子力學研究獲諾貝爾物理學獎

大家覺得現在人的素質是不是在提高?
中國知識分子只會在進口硬體平台、軟體平台、科技體系、意思形態基礎上拼湊科技快餐、系統集成,已經被西方國家替換了基本技能、廢了基本功,是淪為@@@文化、商品、科技的殖0民地。
消費水平提高了,貪污揮霍慾望沒有任何約束而極度膨脹,基礎工業被破壞了,集體道德淪喪了。

論文爆炸是吞0噬全國資源的黑0洞。知識分子奢0侈的生活與揮0霍國家的真金白銀,把中國的經濟資源消耗殆0盡,徹0底顛0覆破壞了道0德基礎。

諾貝爾獎對於中國是一劑絢麗包裝的毒0葯、是毒0品,是鴉0片,是陷0阱,是圈0套,是敗0壞學術造成教育腐0敗的用巨資購買成0癮的荼0毒,是美國的戰略家居心險0惡、用心險0惡地精心設計的為淵驅魚,為叢驅雀、釜底抽薪、掏空中國的春0葯經濟,製造精神鴉0片,是有0毒的政治迷0魂葯;是美帝對中國知識分子進行侵0蝕的工具、武器、噱頭、陰0謀詭0計。而且西方科技體系越進步、越發達,現代儀器越昂貴、先進加工設備系統價格愈加高昂,深空探索、基因工程、納米微觀研究、高能物理求索等等研究手段耗資宏大到要許多發達國家聯合開放都捉襟見肘的時代,美帝蠱0惑慫0恿、用眼花繚亂、虛無縹0緲的諾貝爾獎來引誘中國用舉國資源、掏空國庫、挖盡全社會資源去破壞國家經濟基礎、毀壞國民經濟建設,概念麻0醉中國人,是已經和將跨越相當長的歷史時期的「星球大戰」似地巨0騙、誘導、咋0呼、忽悠、妖0言惑0眾。買辦們、中國知識分子在西方洋大人的指揮下糟0蹋揮0霍、盤0剝自己的民眾,還幫著國家資本打劫自己人民的財富,運用西方政治、意思形態、科學技術體系、美元霸0權,攫0取全世界的財富,早就已經是中國人奴0才、心理畸0形和扭0曲的公開表現,得到洋老闆的一片叫好,解除了中國人的精0神武0裝,讓不少中國人特別是官員聽了很受用,以此為官績、政績,做什麼生意最賺錢:

M國。
得了諾貝爾獎又怎樣?中國的自行車材質與製作水平現在還達不到發達國家文革前的水平呢。
帝國主義利用豢0養的洋0奴和內0鬼以及代理人引導《自然》雜志、《科學》雜志上發表論文來搞垮中國,體制內各路知識分削尖腦袋、趨之若0鶩,敗0壞了黨0風政0風,更敗0壞了民心。

怎樣獲得諾貝爾獎?
很簡單喲,再辦一次奧運會,送幾個銀牌、禮讓幾個金牌給他們,再進口多些最新儀器設備,買一大批各種先進材料、先進試劑,多請一大批外籍專家,特別是聘請諾貝爾獲獎者、聘請諾貝爾獎評委,不就得了嗎?太沒有長遠眼光了。

C. 九州量子還與哪些教科研機構有合作

九州量子和清華大學成立過鏈子網路聯合實驗室、與貴州省公共大數據重點實驗室聯合建立量子安全大數據實驗室、另外還對中山大學、國防科大等高等學府提供過量子核心設備的關鍵器件供學術研究。

D. 量子力學的奠基人是誰,愛因斯坦,薛定諤

量子力學的奠基人是薛定諤。

量子力學是現代物理學中一個重要的分支,在量子力學領域中,涌現出了一大批傑出的科學家,其中我們熟知的愛因斯坦和薛定諤以及沃納·海森堡。愛因斯坦就不用多說了,大家都認識。薛定諤以及沃納·海森堡又是何方神聖?先來說薛定諤,提及這個名字大家可能會有所陌生,但是大家都聽過薛定諤的貓這個實驗。沒錯,其中的薛定諤就是他本人。那麼薛定諤的貓這個實驗是一種怎樣的實驗呢?

所以說,無論是愛因斯坦也好,薛定諤也罷,他們都對物理學,更准確的是對量子力學的發展有著重要的推動作用,不存在高低之分。愛因斯坦,薛定諤和沃納·海森堡都是物理學史上傑出的科學家。

E. 量子通信和量子計算機成為世界頂尖科學,有何意義

量子研究在很早的時候已經開始,最早的國家是美國和歐洲一些國家,在量子研究領域,這些國家一直處於一個先進水平,但是最近幾年中國科學家的努力取得成果,我們的量子科學研究,已經在很多領域超越對手,開始取得領先地位。


中國的量子計算方面進行了系統的研究和布局,我們中國現在能夠利用超冷原子,進行實用化的量子模擬技術,這些的技術目前處於世界先進水平,因此中國在量子技術方面,開始逐步的來到世界先進水平,相信未來將會更加的成功。

F. 什麼是量子與量子醫學

量子的定義:一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最小單位稱為量子。通俗地說,量子是能表現出某物質或物理量特性的最小單元。量子英文名稱量子一詞來自拉丁語quantus,意為「有多少」,代表「相當數量的某物質」。在物理學中常用到量子的概念,指一個不可分割的基本個體。

量子醫學:就是是建立在量子力學原理的基礎上,結合了量子生物學、量子葯理學和生命信息學,利用微觀狀態的電子波動、輻射、能量等場態形式物質,對人類生命進行綜合、系統、全面、發展性地預防、調節、診斷、治療、康復的學科。

量子醫學產品的特點是非葯物、無損傷、非介入,具有極高的安全性、有效性、方便性、快捷性,非常適合家庭使用,對於減輕煙酒毒害,提高飲水質量,預防及輔助治療慢性疾病以及防控葯源性疾病的發生與發展均有較好的效果。

(6)量子學術研究擴展閱讀:

量子力學:

就是在克服早期量子論的困難和局限性中建立起來的。在普朗克—愛因斯坦的光量子論和玻爾的原子論的啟發下,法國物理學家L.德布羅意分析了光的微粒說與波動說的發展歷史,並注意到幾何光學與經典粒子力學的相似性,根據類比方法設想實物(靜質量m≠0的)粒子也和光一樣,具有波粒二象性,且這兩方面必有類似的關系相聯系,而普朗克常數必定出現在其中。

他假定與一定能量E和動量p的實物粒子相聯系的波(稱為「物質波」)的頻率和波長分別為 ν=E/h,λ=h/p,稱為德布羅意關系式。他提出這個假定一方面是企圖把作為物質存在的兩種形式(光和m≠0的實物粒子)統一起來;另一方面亦是為了更深入地理解微觀粒子能量的不連續性,以克服玻爾理論帶有人為性質的缺陷。

德布羅意把原子定態與駐波聯系起來,即把束縛運動實物粒子的能量量子化與有限空間中駐波的波長(或頻率)的離散性聯系起來 。

量子力學是研究原子、分子以至原子核和基本粒子的結構和性質的基本理論,是近代物理的基礎理論之一。20世紀前的經典物理學只適於描述一般宏觀條件下物質的運動,而對於微觀世界(原子和亞原子世界)和一定條件下的某些宏觀現象則只有在量子力學的基礎上才能說明。

另一方面,物質屬性及其微觀結構只有在量子力學的基礎上才能得以解釋 。所有涉及物質屬性和微觀結構的問題,無不以量子力學作為理論基礎 。

G. 什麼是量子瞬間傳輸技術看完你就懂了

相距遙遠的兩個量子所呈現出得關聯性。科學家早就發現,處於特定系統中的兩個或多個量子,即使相距遙遠也總是呈現出相同的狀態,當其中一個量子狀態改變時,其他量子也會隨之改變。量子瞬間傳輸技術就是基於此的傳輸技術。

一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,我們就說這個物理量是量子化的,把這個最小單位稱為量子。光子就是光量子,一束光至少包含一個光子,再少就不存在了。實驗發現,原子中電子的能量不是連續變化的,而是只能取一些分立的值,也就是說,原子中的電子能量是量子化的。量子化是微觀世界的普遍現象。20世紀上半葉(主要是從1900年到1930年),普朗克、愛因斯坦、德布羅意、玻爾、海森堡、薛定諤、狄拉克、玻恩、泡利等偉大的物理學家們創立了量子力學,這是我們目前對微觀世界最准確的描述。相對論幾乎是愛因斯坦獨力創造出來的,量子力學卻是群星璀璨的產物。愛因斯坦在其中也發揮了非常重要的作用(提出光量子,這是他得諾貝爾物理學獎的原因,居然不是相對論!),但並不是最重要的,最重要的兩個貢獻者是普朗克和海森堡。不過上面無論哪一位,都比在世的物理學家偉大多了(楊振寧可能跟泡利相差不是很遠?),這是時代的垂青,個人無法改變的。

量子力學描述世界的語言跟經典力學有根本區別。經典力學描述一個粒子的狀態,說的是它在什麼位置,具有什麼動量。不言而喻的是,在任何一個時刻這個粒子總是位於某個位置,具有某個動量,即使你不知道是多少。量子力學描述一個粒子的狀態,卻是給出一個態函數或者稱為態矢量,這個態矢量不是位於日常所見的三維空間,而是位於一個數學抽象的線性空間。在這里我們不需要深究這是個什麼空間,關鍵在於兩個態矢量之間可以進行「內積」的運算。內積是什麼?在三維空間中,兩個長度為1的單位矢量a和b做內積(a, b),得到的是它們夾角的餘弦,即兩個矢量方向相同時得到1,方向相反時得到-1,互相垂直時得到0,所以內積也可以理解為一個矢量在另一個矢量上的投影。對兩個態矢量也可以求這樣的內積,結果是個復數(即有實部虛部,不一定是實數),而這個復數的絕對值小於等於1。

現在不可思議的新概念來了:對於任何一個物理量P(例如位置、動量),態矢量都可以分為兩類,一類具有確定的P,稱為P的本徵態,P的取值稱為這個本徵態的本徵值;另一類不具有確定的P,稱為P的非本徵態。非本徵態比本徵態多得多,如同無理數比有理數多得多。也就是說,絕大多數情況下,一個粒子是沒有確定的位置的!等等,什麼叫做「沒有確定的位置」?是因為粒子跑得太快了,我們看不清嗎?量子力學說的不是這種常規(而錯誤)的理解,而是說:非本徵態是一個客觀真實的狀態,跟本徵態同樣客觀真實,它沒有確定的位置是因為它本質上就是如此,而不是因為我們的信息不全。來打個比方,有些狀態可以用指向上下左右的箭頭來表示,於是你定義「方向」為一個物理量,但是還有些狀態是一個圓!圓狀態跟箭頭狀態同樣真實,只是沒有確定的方向而已。

但是讀者還會困惑,因為我們總是可以用儀器去測量粒子的位置,測量的結果總是粒子出現在某個地方,而不是同時出現在兩個地方,或者哪裡都測量不到。好,下面就是量子力學的關鍵思想:對P的本徵態測量P,粒子的狀態不變,測得的是這個本徵態的本徵值。而對P的非本徵態s測量P,會使粒子的狀態從s變成某個P的本徵態f,概率是s與f的內積的絕對值的平方|(s, f)|^2,發生這個變化後測得的就是f的本徵值。用上面的例子來說,對箭頭狀態測方向,狀態不變,得到的就是箭頭的方向;對圓狀態測方向,圓狀態會以相同的幾率變成任何一個箭頭狀態,得到的是這個新的箭頭狀態的方向。對位置的非本徵態測量位置,就會測得粒子出現在某個隨機的位置,而出現在空間所有位置的幾率之和等於1。怎麼知道測量結果是隨機的呢?制備多個具有相同狀態的粒子,把實驗重復多次,就會發現實驗結果每次都不一樣。沒錯,量子力學具有本質的隨機性,同樣的原因可以導致不同的結果,這是跟經典力學的又一大區別。
你也許會覺得上面這些說法簡直莫名其妙,但是現在絕大多數科學家都對它們奉若圭臬。為什麼呢?因為這套奇怪的理論跟實驗符合得很好,而經典力學卻不能。當然,這是哲學性的原因,而操作性的原因很簡單:現在的科學家受的都是量子力學的教育。普朗克有一句非常有趣的話:「新的科學真理並不是由於說服它的對手取得勝利的,而是由於它的對手死光了,新的一代熟悉它的人成長起來了。」

事實上,現在仍然有不少人對量子力學提出各種各樣的挑戰,包括不少專業科學家,民科就更多了(當然挑戰相對論的民科更多)。歷史上,挑戰量子力學的勢力更加強大,其中的帶頭大哥就是--愛因斯坦!老愛堅信粒子應該具有確定的位置和動量,世界的演化應該是決定性的,對前面說的量子力學的不確定性和隨機性十分不滿。用他自己的話來說,他相信「沒有人看月亮的時候,月亮仍然存在」,以及「上帝不擲骰子」。

如果是一般人,表達完信念也就沒事了。但愛因斯坦是超級偉大的科學家,神一樣的人物,他不會滿足於只做口舌之爭,而是要設計一個判決性的實驗,以可驗證的方式證明量子力學的錯誤。於是乎,1935年,愛因斯坦(Einstein)、波多爾斯基(Podolsky)和羅森(Rosen)提出了一個思想實驗,後人用他們的首字母稱為EPR實驗。你可以制備兩個粒子A和B的「圓」態,使得在這個狀態中兩個粒子的某個性質(如電子的自旋角動量、光子的偏振)相加等於零,而單個粒子的這個性質不確定。這樣一對粒子稱為EPR對。然後你把這兩個粒子在空間上分開很遠,任意的遠,然後測量粒子A的這個性質。好比你測得A是「上」,那麼你就立刻知道了B現在是「下」。問題是,既然A和B已經離得非常遠了,B是怎麼知道A發生了變化,然後發生相應的變化的?EPR認為A和B之間出現了「鬼魅般的超距作用」,信息傳遞的速度超過光速,違反相對論。所以,量子力學肯定有錯誤。

這個問題非常深邃,直到現在都不斷給人以啟發。不過量子力學的正統衛道士有一個標准回答:處於「圓」態的A和B是一個整體,當你對A進行測量的時候,A和B是同時發生變化的,並不是A變了之後傳一個信息給B,B再變化,所以這里沒有信息的傳遞,不違反相對論。這個回答怎麼樣?無論你信不信,反正我信了。不過愛因斯坦一直都不信,以這個他參與創建的理論的反對者的身份走完了一生。

在愛因斯坦的時代,EPR實驗只能在頭腦中進行。隨著科技的進步,這個實驗可以實現了。1980年代,阿斯佩克特等人做了EPR實驗,結果你猜怎麼著?完全跟量子力學的預言符合!真的是你測得一個EPR對中的A是「上」的時候,B就變成了「下」。本來是設計出來否定量子力學的,反而驗證了量子力學的正確性。這種事在科學史上屢見不鮮。17世紀的時候,牛頓主張光是粒子,惠更斯主張光是波動。牛頓按照惠更斯的理論計算出一個現象:把一束光射向一個不透明的小圓片,在圓片的背後中心位置會出現一個亮點,而不是暗點。牛頓認為這是不可能的,宣布駁倒了惠更斯。可是別人一做這個實驗,發現真的就是如此,結果成了牛頓親手證明惠更斯的正確。

EPR現象既然是一個真實的效應,而不是愛因斯坦等人以為的悖論,人們就想到利用它。量子隱形傳態(quantum teleportation)就是一個重要的應用。英文單詞teleportation就是科幻藝術中biu的一聲把人傳過去的瞬間傳輸,tele是遠,port是傳,所以小編們報道這種新聞總是配傳人的圖片,《星際迷航》中的Spock發來賀電!可是,在量子信息研究中實際做的是把一個粒子A的量子態傳輸給遠處的另一個粒子B,讓B復制A的狀態,注意傳的是狀態而不是粒子。當然你可以說傳人也是把人的所有原子的狀態傳到遠處的另外一堆原子上,組合成一個同樣的人。OK我沒意見,只不過為了避免混淆,中國的科學家們還是小心謹慎地把teleportation翻譯成了隱形傳態。

量子隱形傳態是怎麼操作的呢?基本思路是這樣:讓第三個粒子C跟B組成EPR對,而C跟A離得很近,跟B離得很遠。讓A按照某個密碼跟C發生相互作用,改變C的狀態,於是B的狀態也發生了相應的變化。再通過經典的通訊手段(比如電話、光纜)把密碼告訴B那邊的人,對B按照密碼進行反向操作,就得到了A的狀態。這里的基本元素包括作為中介的C、密碼和傳輸密碼的經典信道。

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