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|那些年被量子力学收的智商税，都是没文化的脑子进的水( 三 )


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再形象一点 ， 当我们谈及某一物体时 ， 我们通常认为它的空间位置是绝对客观 ， 不以人的意志为转移的 。 比如 ， 关在盒子中的粒子它是在左侧还是右侧？按照经验 ， 粒子肯定是两者必居其一 ， 但量子力学则认为粒子在左侧又不在左侧 ， 在右侧又不在右侧 。
如果我们想知道粒子究竟在何处 ， 就必须要打开盒子或者通过设备确定 ， 而这个举动就是观察 。 一旦我们观察了 ， 粒子的位置就确定了——左侧和右侧必居其一 。 那么粒子这一不确定的状态即为态叠加 ， 我们一观察状态确定了 ， 这就是量子坍缩 。
量子纠缠
在量子力学里 ， 当几个粒子在彼此相互作用后 ， 由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质 ， 无法单独描述各个粒子的性质 ， 只能描述整体系统的性质 ， 则称这现象为量子缠结或量子纠缠 。
量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象；在经典力学里 ， 找不到类似的现象 。
|那些年被量子力学收的智商税，都是没文化的脑子进的水
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纠缠的粒子
换种说法 ， 我们如果能把同一个量子体系 ， 或者一个颗粒衰变成很多粒子 ， 让他们分散在宇宙各地 ， 在未观测之前 ， 我们永远不会知道这些粒子的状态 。 但是一旦我们观测了其中一个粒子 ， 其他的粒子无论相隔多远也会瞬间“感知”并即刻调整自己的状态 ， 与被观测的粒子状态相应 。
量子纠缠所体现的非定域性是量子力学最神奇的现象也是最难以解释的现象之一 ， 爱因斯坦曾将此现象比作“鬼魅版的超距作用” 。
量子通信
2020年6月16日 ， 我国科研团队利用“墨子号”量子科学实验卫星 ， 首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发 ， 取得了量子通信实际应用的重大突破 。 量子通信 ， 这一科学界最热门也是最前沿技术之一 ， 再次出现在大众视野之中 。
|那些年被量子力学收的智商税，都是没文化的脑子进的水
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量子通信具有绝对保密、通信容量大、传输速度快等优点 ， 可以完成经典通信所不能完成的特殊任务 。 它主要包括两部分：一为量子密钥分配 ， 二为量子态隐形传输 。 量子通信可以用来构建无法破译的密钥系统 ， 因此量子通信成为当前世界瞩目的科技前沿 。
量子通信的安全性主要依赖于量子密钥分发的安全性 。 而量子密钥的分发之所以会有如此高的安全性 ， 是因为它同时利用了量子的两个特性 ， 叠加性和不可复制性 。
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叠加性是指量子可以是两种状态的叠加 ， 普通生物的状态是单一的 ， 要么是生 ， 要么是死 ， 而量子可以同时保持完整的破碎 。
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这种特性决定了量子的不可复制性 。 如果量子密钥在传输的过程中被第三方接触了 ， 那么密钥的状态就会立即改变 ， 有可能向完整的方向改变 ， 也有可能向破碎的方向改变 ， 导致第三方无法得到正确的密钥 。 而接收双方也将同时得知第三方的介入 ， 他们便可以重新生成密钥进行分发和接收 。
可以说 ， 此通信方法的确是非常理想且安全的通信方法 ， 若能实现 ， 通信技术将迎来新的革命性变革 。 但从理论到现实总是需要解决很多实际问题的 ， 而我们正在这一路途之中 。
量子计算机
20世纪80年代 ， 物理学家费曼等人提出了量子计算机的概念 。
量子计算机是一种可以实现量子计算的机器 ， 是一种通过量子力学规律以实现数学和逻辑运算 ， 处理和储存信息能力的系统 ， 可以用来解决经典计算机无法解决的计算方面的问题 。 它以量子态为记忆单元和信息储存形式 ， 量子计算的原理就是将量子力学系统中量子态进行演化结果 。


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