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什么是量子科技,什么叫做量子技术

  • 2023-05-03 15:05:26

什么是量子科技,什么叫做量子技术

大家好,关于什么是量子科技很多朋友都还不太明白,不过没关系,因为今天小编就来为大家分享关于什么叫做量子技术的知识点,相信应该可以解决大家的一些困惑和问题,如果碰巧可以解决您的问题,还望关注下本站哦,希望对各位有所帮助!

什么是量子学,量子世界

看来头条真的在窃听,正在一边和儿子聊量子力学,一边看头条,话音没落就推送这个问题。太可怕了!不知道是偷偷打开手机麦克风权限然后自动语音识别还是人工推送

什么叫做量子技术

量子技术是基于量子力学原理来结合工程学中的控制论,计算机科学,电子学方法等来实现对量子系统有效控制。

开展量子技术的研究一方面将有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题,极大地拓宽量子力学的研究方向,另一方面也有力推动实验室技术向产业化的应用。

能否通俗易懂的解释什么是量子与我们熟知的分子、原子、电子是什么关系

黑体辐射

实际上,某种程度来说“量子”本身的含义,远不及它带来的革命重要。不过,在说这些之前,我们可以先来了解一下,“量子”是咋来的。

科学家发现,只要是温度高于绝度零度的物体都会发出辐射,这种辐射是以“电磁波”的形式发出来的。比如:人体就在时时刻刻向外辐射电磁波,之所以我们看不到,是因为这种电磁波不是可见光区域内的电磁波。

那这种现象为什么引发物理学革命呢?实际上,当时的科学家是在研究工业上使用的电灯泡的辐射问题(不要惊讶,当时刚第二次工业达到顶峰),它们管这个问题叫做:黑体辐射。黑体辐射具体是什么意思,在这里就不过多阐述了,因为讲了并没有太大的意义。科学家通过统计发现:

黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关。

并且得到了下面这样一张图表。

接下来要做的事情,其实也就很“简单”的,说白了就是用方程解释一下这个曲线就可以了。本来对科学家来说极其简单的事情。但是硬是弄不出个结果来,很多当时的大神都在这上面栽了跟头。

如果我们注意看曲线,就会发现这曲线好像是分段的,有个最高点。当时的科学家有的人能用方程描述前半段,后半段就失灵了;也有的人能描述后半段,前半段就不好使了。那问题到底出现在哪里呢?

量子力学

这个时候有个叫做普朗克的科学家,他就不信邪,也来研究这个问题。结果,他也被整懵了。

在当时,德国是全世界的学术中心,有很多大牛。其中有个叫做玻尔兹曼的天才,他可以被认为统计力学的宗师级人物。他一直在和其他科学家为“光到底是波还是粒子”吵得不可开交,当时的主流观点认为“光是一种波”,在物理学史上能和牛顿、爱因斯坦齐名的麦克斯韦就这么看的。而玻尔兹曼觉得不应该是这样,他坚持“光的粒子说”。

他就跟普朗克说,你们总是假设电磁波是连续的(也就是光是一种波),这肯定算不出来的,你试试看用不连续的方法来算(也就是光是一种粒子),一定可以。(PS:这段话是我自己想象的,不是真实历史,但真实的历史中,玻尔兹曼确实给了普朗克相关方面的启示)

于是,普朗克提出了一种“量子”假设:

黑体辐射的能量变化并不是连续的,而是存在辐射能量的最小单位:量子。

基于这样的假设,普朗克很快就得到了著名的普朗克定律:

用这个定律就可以很好地描述之前那个奇怪的变化曲线。不过,观念总是根深蒂固的,普朗克虽然通过这个发现获得了诺贝尔奖,但他始终都对这个理论无力接受,不仅是他,后来在这个领域做出杰出贡献的爱因斯坦,薛定谔等伟大科学家都挺不能接受的。

“量子”颠覆了什么?

为什么这么多科学家都无法接受呢?

这是因为这个理论指出了一个“事实”,

凡是变化都存在着一个最小的单位。

时间和距离都是如此,因此就有了最小的时间间隔:10^-43秒;最小的可测距离:1.6x10^(-35)米。前者被称为普朗克事件,后者被称为普朗克距离。

意思是,时间的变化并不是连续的,同样的距离的变化也不是连续。说到这里,你或许还是不能理解,我们可以举个例子,还拿时间来说事。原本我们的观念里认为,时间从1秒到2秒,1秒到2秒,中间可能要度过1.000000000000000……1秒,也就是说时间可以无限切下去,本质上是连续的。但“量子”理论认为,这不是可以无限切下的,而是存在一个变化的最小单位,也就是10^-43秒,时间的变化最小也是这个量,没办法比它再小了。所以,它颠覆的是“变化是连续”的世界观。

量子和粒子

量子和各种粒子有相同也有不同,首先,它们都是最小的单位,其次,它们不同的是,前者是变化的最小单位,而后者是物质粒子的基本单位(这里指的是费米子和玻色子)。原子等例子描述的其实构成物质的基本单位,并且它们如何组合到一起。按照现在主流的理论,也就是粒子物理标准模型。这个模型中的粒子也就是构成物质的基本粒子。

所以,量子和粒子是不同的两个物理概念。

量子科技通俗解释

量子科技是指利用量子力学的原理和技术来研究和开发新型材料、设备和计算机等技术。量子科技与传统的经典物理学和信息技术不同,它利用量子力学中的量子比特(qubit)来存储和处理信息。量子比特可以同时处于多种状态,这种特殊性质使得量子计算机可以在某些问题上比传统计算机更加高效。

量子科技还包括了许多其他应用,如量子通信、量子加密、量子传感、量子模拟等。量子通信利用量子比特的量子特性来进行信息传输,可以实现更加安全和高效的通信。量子加密则可以保护信息的安全性,因为它基于量子力学的特殊性质,无法被破解。量子传感可以用来检测微小变化,具有高灵敏度和高精度。量子模拟可以帮助科学家研究量子系统的行为和性质,有助于解决许多科学难题。

量子科技是一项前沿的技术,具有广阔的应用前景,将对科学、工业、通信、安全等领域产生重大影响。

量子生物是什么

量子生物学是利用量子理论来研究生命科学的一门学科。该学科包含利用量子力学研究生物过程和分子动态结构。利用量子生物学研究量子水平的分子动态结构和能量转移,如果所得结果与宏观的生物学现象相吻合且很难用其他学科的研究重复,则这一研究结果较为可信。

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