量子科學,一切未來科技的重要技術

在AI問世之前,最熱門的未來科技,就當屬量子領域最為熱門了,不管是youtube上的懶人包介紹,還是新聞上鋪天蓋地的宣傳消息,彷彿只要研究通了量子力學,概念中的傳送門、超級電腦、奈米縮小技術等等,那時候不管是否真的理解量子力學,至少都要來一點量子話題,才算是跟得上時代,而在過了這幾年,人類現今的量子科技又走到了哪個地步呢,就跟著小編一起來探索研究吧!

量子力學初步介紹

為了避免還有人不理解,甚麼是所謂的量子力學,這邊先快速而簡單的做個講解。

所謂的量子力學,是規範在物理學下的分支學科,有些人會誤會量子是一個極小的單位,但這是錯誤的說法,量子其實是一個物理學上的概念。代表一個最小最小,絕對不可能再繼續分割的單位,這個最小最小的單位,就被稱作量子。

量子力學之所以興起,是因為當人類在物理學的研究過程中,逐漸發現與過往紀錄不相符的觀測現象,就好像是火是燙的,水是冰的,這種小朋友都知道的物理現象,卻出現了火摸起來很冰,水摸起來像被火燙到一樣,諸如此類打破物理規則的現象。

最知名的量子實驗案例,當屬雙縫干涉實驗了。

雙縫干涉實驗

若要將雙縫干涉實驗的整個來龍去脈說完,今天的篇幅肯定是不夠長,於是小編會盡量簡單快速的解釋一遍。

當年的科學家們,對於”光”到底是一顆顆的粒子,還是一道道如水般的波紋,有著激烈的爭論,而為了搞清楚真相,有人設計了雙縫干涉實驗,在他的實驗裡有三個物件。
【負責打光的機器】
【一個有兩條縫的鐵板】
【一個投射出光落點的板子】
根據科學家的猜想,如果光為粒子,那板子上投射出的落點,就會是兩道光線,因為粒子只會從兩條縫的其中一邊經過,但如果光是一種波,那從兩條縫射出去的光,就會像兩道水波紋一樣互相干擾,呈現一條一條的投影,而最終的實驗結果,出現了一道道波紋投影,這也證實了【光是一種波】

不過,這項結果依然沒有得到所有人同意,就連愛因斯坦透過其他實驗表示,光是一種粒子,也有人提出,光同時有粒子與波紋的特性,並取名叫【波粒二象性】,為了破解真相,往後的科學家,開始以上述實驗為基礎,發展出了各式各樣不同的魔改實驗。

有人發現,更改發射光的機器,確保一次只射出一個光子,但依然會出現波紋現象。
有人發現,如果在鐵板前放監視器,確認光子究竟穿過左右哪個裂縫,此時的板子,居然就變成了粒子形式的兩道投影。

發展到最後,人們已經有辦法將粒子切成ab兩塊,並進行延遲落點的實驗,並從該實驗中發現了量子糾纏,以及粒子有辦法透過預知,知道過去所發生的事情。

這些實驗所得出的結果有兩個,小編用白話點的方式說,

一、這實驗打破了因果定論,變成先有了果,才有了因。

二、基於觀測理論,證明了人類的意識,是有可能影響的現實結果的。

這些結果,也就演變成如今我們常見的吸引力法則,或是某些成功學大師的學科說法。

雖然目前人類還無法真正掌握量子的原理,但不理解,不代表我們不會使用,只要能掌握其中某些規則,人類的科技技術絕對能達到無法想像的高度。

就像是前幾年成功研發的量子電腦,效能遠超過現今地球上的所有超級電腦,之所以有這樣的表現,是因為目前的電腦語言裡,就是1與0所構造成的算法,不是1,就是0。

再怎麼快速的電腦,都需要經過大量1與0的抉擇,才能算出結果,然而對於量子電腦來說,它並沒有1與0的概念,對它而言,【1就等於0】

在所謂的疊加態之下,量子電腦省去了抉擇的過程,便可以達到恐怖的運算程度,雖然該項科技距離普及,還有很遙遠一段距離,但是路是慢慢走出來的,相信總有一天會出現大量以量子技術為基底的科技產品。

結論

礙於篇幅,小編無法一次將關於量子技術給講完,日後若有機會,絕對會繼續補充後續,而在結束之前,小編想分享一個小小的冷知識。

當人們提起量子力學,最常用的案例,就是知名的"薛丁格的貓"這個思想實驗所指的,就是在一個箱子裡面,放入一隻貓,以及一罐足以致死的毒藥,釋放毒藥的開關,就綁在由量子所決定,是否會拉開毒藥瓶口的繩子上。倘若量子的疊加性為真,那只要不打開箱子,這隻貓就處在生與死的疊加態,這就是著名的"薛丁格的貓"

然而當初薛丁格提出這個思想實驗,並不是為了解釋量子狀態,相反的,它是站在反對的那一方,為了描述疊加態的荒謬,才提出了這個思想實驗,以此否決疊加態的存在,結果到了今天,這個實驗卻變成了解釋量子力學的最基礎講解法,我想他大概到死都不知道這回事。

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