到底“量子猫”、“测不准”和“量子纠缠”究竟是什么?听科学院院士给
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你知道什么是“量子纠缠”么?
“量子猫”到底是个什么状态?
量子为什么“测不准”?
中国科学院院士、“墨子号”常务副总设计师
王建宇院士为你拆解“量子力学”
华美讲坛院士系列精彩集锦回顾
“在量子世界里,有特殊关系的两个光子之间,信息的传递是不需要媒介的。当其中的一个光子接受信息时,它本身无需运动,也不用借助其他媒介。另一个光子自然会接收到这个信息。这种特殊关系专业术语叫‘纠缠’。“
“而作为处于量子世界的两个相互关联的光子,它们不但可以感受到对方发出的量子信息,而且还可以做出相应的状态变化,这是基于量叠加态这一基本性质。”
“我们把一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。”
“根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于‘死猫’和‘活猫’的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔的猫”。但是,不可能存在既死又活的猫,则必须在打开容器后才知道结果。”
“在打开容器之前,我就是一只既死又活的猫,我的名字叫‘薛定谔的猫’。”
“测不准不是说测量就没有意义,准确来说应该叫‘不确定关系’。”
“两个不对易的量不能同时精确测量,而且这两个量的测量精度之间是有一个最小乘积的,一个测量越精确另一个就越模糊。”
还有你喜欢的校长伯伯,你一不注意,
他又打开“自黑”模式了!
上周,我刚刚听到王建宇院士可能要来华美的时候,我的心情是这样的:
老实说,在今天王院士的讲座之前,我对于量子的理解,一言以蔽之的话,就是:“搞不懂”。
但是我们华美两个高中部勇敢的学子们,竟然没有被这样看似艰深的讲座主题吓倒,我刚一直偷偷往后看,你们竟然没打哈欠、超认真地听完了这个对于你们来说超时却超值的特别院士课。还能提出这么多有水平的问题,我觉得真的特别好,所以我一定要给你们手动点好几个赞!
感谢王院士深入浅出的讲解,不仅让我这个文科生终于在今天走近量子、知道墨子号到底在做什么,还让华美的孩子们从一位德高望重的前沿科学家那里,去近距离亲身感受一份不随年月消减的科研的意义、感受一份终身学习的精神。
在场的同学们应该知道,我们现在所在的中国,人口占全世界的百分之多少?
我想告诉你,我们还生产了71%的彩电,76%的光伏板,78%的空调,86%的微波炉,88%的手机,90%的电脑。但是你猜猜,我们生产的芯片,占全球份额的多少?
大到卫星导航系统,小到芯片,缺“芯”,成了我们“卡脖子”的事情。也不单是芯片,高精度的数控机床、航空轮胎、轴承钢、光刻机,还有一些关键的核心技术、关键原材料等很多新材料,中国都在面临被卡脖子。
拿一个身边的例子,被誉为“工科神器”的MATLAB软件,这个软件我相信王院士一定非常熟悉。MATLAB对哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等等大学关上了大门。这款软件是理工科高校和科研机构不可或缺的研究工具。
为何突然断供?由于受到美国实体清单的限制,相关授权被中止。
我国在“小软件”领域(如手机APP)全球第一,但在“大软件”和基础软件领域则明显落后,机器人和高端自动控制系统、高档数控机床、高档数控系统国产化率不足20%。
就像诺贝尔文学奖得主埃利亚斯·卡内蒂说的:“旧的答案分崩离析,新的答案还没有着落。”
我们现在遭遇到的“卡脖子”,根子是基础理论研究跟不上,源头和底层的东西没有搞清楚。以至于某种产品,某项技术,没有拥有核心知识和技术的我们,如果因为这样那样的原因,美国或者其他国家不再卖给我们使用,我们就束手无策。
土耳其Arikan教授2008年发表的一篇数学论文,十年后燃起了5G的熊熊大火;
上世纪六十年代初,苏联科学家彼得·乌菲姆采夫发表了一篇钻石切面可以散射无线电波的论文,20年后美国据此造出了F22隐形战机;
上世纪五十年代,吴仲华教授提出的三元流动理论对喷气式发动机的等熵切面计算法,奠定了当今航空发动机产业基础……
基础研究的价值,可见一斑。
但是,这些研究的背后是什么呢?是人。人在哪里,技术就在哪里。
“Whatever doesn’t kill me, make me stronger.凡不能毁灭我的,必使我强大。”
所以我们应该非常感谢有王建宇院士这样一批“有管理色彩的工程型的科学家”,让我们在量子通讯领域,走在了世界的前列。你是我们的骄傲。(鼓掌)
更重要的是,孩子们,我们还有你们。
感谢你们今天对于未知展现的好奇心以及探索欲,让我们对这充斥着不确定性的未来,又充满了信心。
因为,好奇心和探索欲,是打开世界的那把钥匙。
而孩子们,你们虽然只占20%的人口,却是我们100%的未来。
所以,在看到这张“卡脖子”清单的时候,当我们被逼着需要把所有我们不掌握核心技术的产品都要国产化的时候,我看到的更多的是机会和希望。
所以在华美,我们希望每一位家长和老师,会不断激发这样的好奇心和探索欲,让孩子们能够在华美有各种各样的机会,接触我们的未知。
我们华美学校的导师,中科院华南植物园的研究院闫俊华博士,组织普高的同学们去华南植物园,从一杯凉茶去探索植物的秘密;
今天,我们有幸请墨子号的常务副总设计师、中科院院士王建宇院士来到华美,和我们面对面深入浅出地聊一聊“量子科技”;
以后我相信我们还会有更多的院士、科学家、工程师、企业家来到华美,来到这个“华美讲坛”,让更多的华美学子一起去亲历、去探索未知的美好,这就是华美讲坛的意义。
而在我们正在兴建的智慧大楼,还会与各大高校的科研平台合作,共同设立“华美科创中心”,给这些具有全球视野的孩子们更多的“黑科技装备”,让孩子们有更多体验,更多动手尝试和实践,让他们真正地从凤凰山下的华美,成为飞向全世界的凤凰。
我相信,可能十多年后,我读的头条新闻就是现在台下的某位华美学生,有了新的发现,做出了什么样的创造发明,让我们的“卡脖子”清单,又划掉了一项。那时候退休了的我如果能碰上王院士,就可以吹牛说,你看,这个华美娃,我教的!就是被你一次来华美的演讲忽悠上了科研的道路,现在人家干得很漂亮哦!
然后作为家长呢,如果下次孩子拆了你的闹钟,或者把鸡蛋扔到抽水马桶里、就想看看能不能浮起来,希望你别生气,可以拍个照发个朋友圈,说你看我娃又在家搞实验了!这就是我们国家未来不再被卡脖子的希望!(笑)
当然更重要的一点呢,就是一定要把孩子送来华美,在这里,让孩子和我们一起,成为有宝贵的好奇心、充满探索欲的终身学习的国际化精英。
这是每个华美孩子,终将成为的样子。
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文 | 周晖
图 视频 |谢翀 赖雨杭
编辑 | 谢翀
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