最值得羨慕的愛情，竟然是量子糾纏…… - 人人焦點

什麼是世界上最偉大的愛情？那就是量子糾纏！處於量子糾纏的兩個物體，就像情人節一對深深相愛的戀人，彼此心靈相通，遠在天邊卻時時思念並無形地連著 ... 人人焦點 影視 健康 歷史 數碼 遊戲 美食 時尚 旅遊 運動 星座 情感 動漫 科學 寵物 家居 文化 教育 故事 最值得羨慕的愛情，竟然是量子糾纏…… 2020-08-11格致論道講壇 什麼是世界上最偉大的愛情？那就是量子糾纏！處於量子糾纏的兩個物體，就像情人節一對深深相愛的戀人，彼此心靈相通，遠在天邊卻時時思念並無形地連著彼此。

不僅如此，量子糾纏所帶來的量子密碼，就像戀人之間的心領神會的悄悄話一樣…出品：&34;公衆號（ID：SELFtalks）以下內容爲中國科學院物理研究所副研究員羅會仟演講實錄：我今天講的主題是量子，我帶來了三套「玩具」，它們的原理都一樣。

我們先做第一個實驗。

這是一個圓形的軌道，這是一個塊狀材料，我們把塊狀材料放到液氮里泡一泡，然後把它放到軌道上。

大家看，發生了什麼？沒錯，它懸浮在了軌道上。

我推一下，它還能繞著軌道做運動。

下面我們做另外一個實驗。

這是一個磁鐵，這是一個環狀物體。

從表面看，這個環狀物體並沒有什麼特別之處，其實它內部裝有超導線圈。

通常，在不接觸磁鐵的情況下，我們是無法用這個環把磁鐵拎起來的。

但是如果依靠液氮的幫助，就能實現這一操作。

我們用液氮泡一泡這個環，讓它降溫。

好，大家看，現在磁鐵已經被拎起來了，而且完全是懸空的，我們需要用很大力氣才能將它拉下來。

這其實就是量子的效應。

量子實驗在現實生活中很容易做，但是同學們在家裡不要隨便玩這種磁鐵，因爲它的吸力非常大，不小心就會把你的手夾斷。

好，實驗就做到這裡，我今天要分享的主題是「量子的愛情」。

大家都是初中生，還不能談戀愛。

但量子的愛情不一樣，下面我們就來講一講什麼是量子的愛情，量子是怎麼談戀愛的。

電子的排列組合說到量子，怎樣才能找到量子呢？其實只要你的眼睛足夠厲害，就能找到原子。

把原子剝開後，裡面是帶正電的原子核和帶負電的電子。

電子繞著原子核轉，不過電子的運動軌跡並不像行星運動軌跡那樣有規律，電子是隨便亂轉的。

原子裡有電子，而電子就是一個量子，原子核也是由很多量子組成的。

我們經常說電子就是量子，所以如果可以操控電子，那麼就可以操控很多量子現象。

爲什麼電子是量子呢？電子不僅帶著負電荷，它還像一個小磁針。

生活中有很多磁現象，就是因爲電子可以有序地排列。

電子的排列呈兩種狀態：一個朝上，一個朝下，這在物理學裡叫自旋。

你也不知道它朝上還是朝下，排列是很隨機的。

很多人都以爲電子長得像球，實際上，粒子長得都不太像球，像球的只有氫原子，粒子的形狀都是亂七八糟的，有啞鈴狀，有梅花狀，等等。

如果把這些電子放在同一個原子裡，大家知道它們會呈什麼形式排布嗎？會呈立方體的排布。

生活里有什麼材料是立方體結構的？對，鹽。

在一個有序排列的原子裡，電子怎麼運動呢？沒錯，這時電子不能隨便運動，因爲它會遇到各種各樣的阻礙，也就是我們常說的電阻。

打個形象的比喻：電子在高速路上奔跑，它遇到了各種各樣的「收費站」，電子要停下來交費，能量會受到損失，運動的速度就會變慢，所以說，電子運動受到了一定的阻礙，這就叫電阻。

看上去任何導體都有電阻，那有沒有辦法去掉電阻呢？剛才我們做實驗時用到了液氮，液氮的主要作用就是讓導體降溫。

其實科學家們也做了很多相關猜測，以下是比較有代表性的三個猜測。

第一個猜測是開爾文做出。

他認爲，溫度下降後，電子會被凍住，電阻就會上升，這個猜測聽起來好像挺有道理的。

第二個猜測是馬西森做出的。

他認爲，電阻會隨溫度下降而減小，但有一部分電阻沒法避免，總會存在，即便到了絕對零度，電阻還是存在。

第三個猜測是杜瓦做出的。

他認爲，如果找到一個完美的材料，那麼在絕對零度的情況下，這個材料的電阻會是零。

後來人們發現這三個猜測都不太對。

剛才實驗中用到的超導材料就證明，到了一定溫度之後，電阻就會降到零，電阻就會消失。

電阻消失的現象又叫超導現象。

超導現象是物理學家卡末林·昂內斯發現的。

第一個發現的超導材料是金屬汞，當時卡末林·昂內斯將汞的溫度降到了4.2K（約-268.8℃），測得其電阻幾乎降爲零。

電阻爲零是什麼概念？如果你們知道電磁感應的話，可以造一個電路圈，這時再加入一個磁場，就可以測出相應的感應電流，通過測量感應電流的變化就可以觀察出磁場的變化。

如果在超導體中做這個實驗，假設加一安培電流的話，大家猜一猜大概多長時間電流會衰減爲零呢？大概要一千億年的時間。

比宇宙的年齡還長。

這就是神奇的超導現象，它可以維持這麼長的時間。

也就是說，它幾乎可以做到毫無損耗地傳輸電能。

爲什麼電阻會爲零呢？讓我們回到最開始的主題——量子愛情。

一個帶負電的電子在帶正電的原子裡運動，它會把一羣帶正電的原子給吸引過來。

因爲電子和原子的質量差別很大，當它把原子吸引過來以後，自己很快就離開了。

這時又來了另外一個電子，這羣原子就會將能量重新釋放出來給第二個電子。

這樣一來，這兩個原本毫無關係的電子無形中就有了相互作用，形成了所謂的庫伯電子對，它們再也不孤單了，它們「談戀愛」了，這就是我們今天要講的愛情。

我之所以將這種愛情比喻成「蕾絲邊的愛情」，是因爲電子是陰性的，有點像兩個女生通過一羣男生的介紹後，相互之間產生了愛情。

實際上，材料中的電子有很多，並不只有兩個電子。

這些電子相距都很遠，那如果有一羣這樣的電子都配成了對，會發生什麼情況呢？那就會在整個材料範圍內形成巨大的量子波。

在超低溫的情況下，這些成對的電子具有大小相等、方向相反的動量，於是可以無阻礙地在原子裡運動，這樣就沒有電阻了。

如果大家很難理解的話，我可以再打一個形象的比喻。

電子就像一隻有缺陷的蜜蜂，它只有一個翅膀，有的只有左翅膀，有的只有右翅膀，有缺陷的蜜蜂自己飛不起來，必須抱團成對飛。

而且也不能亂飛，要朝著一個方向飛，必須成爲電子對。

電子對的距離可以非常非常遠，但只要其中一個在動，另一個就會跟著動。

原子是有序排列的，電子其實也是有序排列的，它們就像閱兵場上的士兵一樣，步伐整齊。

一羣士兵過來了，另一羣士兵又過來了，狹路相逢時怎麼辦呢？就只能打羣架了。

如果我們將兩個超導體拼在一起，中間用一個絕緣體將它們隔開，左邊超導體和右邊超導體中的電子相互不認識的，但是它們都很團結，這兩羣電子互相打架的時候會產生兩個光波，這叫雙縫干涉。

兩羣電子還會發生干涉，這叫夫琅禾費衍射。

我們看到，電子在空間上有強有弱地分布，而且是可以調節的，我們只需要稍微改變一點磁場，就可以改變它的形狀，如此，我們就可以構造非常靈敏的量子探測器。

電子繞約瑟夫森結一圈，可以正著繞，也可以反著繞，這樣出來的磁場會一個朝上，一個朝下，這就是兩個量子的疊加態。

量子計算機的應運而生大家不要小看我剛才講的知識，那其實就是量子計算機的基本原理。

這張照片拍攝的就是量子計算機。

如果構造出量子糾纏，就可以做量子計算了。

量子計算非常厲害，非常快。

各位同學知道有多快嗎？用一棟樓那麼大的計算機集羣做某個運算，可能要算一萬年，但是用量子計算機進行運算，只需要一秒鐘！不過，量子計算機雖好，建起來卻非常難。

就好比把兩個超導體拼在一起很容易，但是把無數個超導體拼在一起就非常難了。

這是中國科學家做出的20量子比特的晶片，有了量子晶片，就可以做量子計算了。

前不久谷歌宣稱研製了一個由50多個量子比特組成的量子處理器。

大家可能還體會不到這是什麼概念。

未來，50比特量子計算機如果真能建成的話，它將超越現在所有的計算機，現在所有的計算機在它面前都是渣。

它會瞬間破解所有密碼，那將非常可怕。

大家想像一下，如果將來真有這樣的量子計算機，世界會變成什麼樣。

更可怕的是，這個量子計算機不是人造出來的，是AI造出來的，所以很多人都擔心未來將是機器人統治人類的時代。

當然，真要建成一台這樣的量子計算機非常困難。

剛才提到的電子計算機其實持續的時間非常短，狀態很容易就會被破壞掉。

所以我們需要尋找一個更複雜的量子狀態。

照片中的這位科學家很多人都不認識，他是一位蘇聯科學家，叫波戈留波夫。

我們經常笑稱他是專門棒打鴛鴦的。

什麼意思？剛才講了，要形成超導效應，電子必須要配成對。

但如果給正在談戀愛的一對電子加上磁場，加上溫度，就能把它們給拆開。

一分兩散的兩個電子不會分成兩個電子，而是分成兩種不同的粒子，這種粒子就叫波戈留波夫粒子。

波戈留波夫粒子會分成一對費米子——馬約拉納費米子。

馬約拉納是個神祕的物理學家，二十多歲離家出走後就杳無音信。

神祕的馬約拉納天生具有超前的物理思維，他預測有一種粒子的反粒子就是它自己。

後來證明這種粒子是真實存在的，所以叫它馬約拉納費米子。

我們認爲這種粒子就像「天使和魔鬼的共存體」一樣，要操縱一個既是天使又是魔鬼的東西非常困難，我們需要非常獨特的材料，這個材料首先是超導體，上面還要再做一層拓撲絕緣體，將這兩者結合起來後，就會產生神祕的馬約拉納費米子。

有了馬約拉納費米子後，量子晶片就不一樣了，它受到了拓撲的保護，就能得到非常穩定的量子狀態，只要不強行進行破壞，量子狀態就永遠存在。

拓撲量子計算還能保證計算的精度，實現高精度操作的要求。

量子研究的未來未來如果真的實現了量子器件的話，我們將迎來一個嶄新的量子世界。

大家不要覺得量子世界離我們很遙遠，實際上它離我們非常近。

谷歌建成了量子計算機，人們也能通過量子模擬器體驗量子計算。

中國早在幾年前就提出了量子計劃，計劃在十年內建成中國的量子計算機。

如今兩三年過去了，中國的量子技術發展取得了巨大進步。

大家回想一下，第一台電腦剛造出來的時候有三層樓那麼高，有一棟樓那麼大。

但現在，我們手中的任何一台手機都比當時第一台計算機要厲害得多。

這種快速的變化只用了短短二三十年的時間。

現在好像都是科學家在研究量子計算，沒準十年之後，我們的手機、電腦就都量子化了。

到時候一台量子手機就相當於現在的一台超級計算機。

而未來一切的實現都依賴於最初的開端：材料量子世界裡一羣電子產生的愛情讓我們有機會人爲地進行操控，有機會構建未來的量子世界。

「格致論道」，原稱「SELF格致論道」，是中國科學院全力推出的科學文化講壇，由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦，中國科普博覽承辦。

致力於非凡思想的跨界傳播，旨在以「格物致知」的精神探討科技、教育、生活、未來的發展。

獲取更多信息。

本文出品自「格致論道講壇」公衆號（SELFtalks），轉載請註明公衆號出處，未經授權不得轉載。

相關焦點 最值得羨慕的愛情,竟然是量子糾纏…… 什麼是世界上最偉大的愛情？那就是量子糾纏！處於量子糾纏的兩個物體，就像情人節一對深深相愛的戀人，彼此心靈相通，遠在天邊卻時時思念並無形地連著彼此。

不僅如此，量子糾纏所帶來的量子密碼，就像戀人之間的心領神會的悄悄話一樣…出品："格致論道講壇"公衆號（ID：SELFtalks）以下內容爲中國科學院物理研究所副研究員羅會仟演講實錄：我今天講的主題是量子 量子糾纏，愛情般的心靈作用？ 愛情般的心靈作用你相信愛情嗎？在互相深愛中的情侶之間，似乎存在著一種超乎尋常的心靈感應，如果一人發生了什麼事，另一位就立馬感應的到，不管你身在何方。

微觀世界也是如此，即量子間的量子糾纏。

量子間的超距作用量子糾纏非常的詭異，存在著一種超距作用，之間產生的作用都是瞬時的，不會受時間、空間的限制，即使中間有物體的阻擋、磁場力之間的牽引，都不會受到絲毫的影響。

量子糾纏或許才是世間最偉大的愛情! 像極了異地戀中的一對男女期待中愛情的樣子：身無彩鳳雙飛翼，心有靈犀一點通。

因爲量子間的萬有引力而相互吸引，因爲量子糾纏將彼此連接到了一起，但也避免不了其他的量子干擾。

其實基本上所有的粒子，都有一種稱之爲「自旋」的特性，雖然他們並不是真正意義上的旋轉，但是用旋轉來形容這種特性還是最合適不過了。

量子糾纏:「愛情」的力量讓一切都變得可能 在量子力學裡，當幾個粒子在彼此相互作用後，由於各個粒子所擁有的特性已綜合成爲整體性質，無法單獨描述各個粒子的性質，只能描述整體系統的性質，則稱這現象爲量子纏結或量子糾纏（quantumentanglement）。

量子糾纏——情深緣淺無問時間 以前我甚至嘲笑他們是不是有一點走火入魔的傾向，但是近一年來在認真閱讀了一些近代物理的量子力學書籍之後我逐漸對他們有了一些理解。

量子力學讓我已經開始相信——科學的盡頭就是神學！    今天的話題是有感於量子力學裡有一種現象叫做量子糾纏。

至於量子糾纏是什麼情況，我還沒有能力讓大家通過我的一篇文章就能瞬間理解。

首張量子糾纏圖像問世網友:像極了愛情 英國物理學家首次拍攝到的量子糾纏圖像。

圖片來自網絡據物理學家組織網近日報導，英國物理學家首次拍攝到一種量子糾纏的照片，捕獲到這種難以捉摸現象的視覺證據，最新研究有望促進量子計算等領域的發展。

在量子力學領域，兩個相互作用的粒子——例如通過分束器的兩個光子，無論它們相隔多遠，仍能以一種非常奇怪的方式「糾纏」在一起，瞬間共享它們的物理狀態。

時空本源是量子糾纏 項目名中的「it」指的是時空，「qubit」（量子比特，來自quantumbit）代表量子尺度下的最小可能信息量，類似於計算機中的bit（比特）。

「itfromQubit」背後的設想是，宇宙由某種底層代碼構築而成，通過破解這些代碼，物理學家最終可以找到一個方法，去理解宇宙中那些大尺度事件的量子本質。

3D:女文青表白導演張楊但用量子糾纏比喻愛情合適嗎? 3月1日，網友「小二姐」發網文自稱與導演張楊有情感糾葛，並用「量子糾纏」比喻愛情。

量子糾纏如心靈感應，一個粒子變化會瞬間影響另一粒子。

分析認爲，這種糾纏狀態可同向或南轅北轍，拿來寓意親密關係未必合適。

戳視頻看何爲量子糾纏。

量子糾纏小議之一 量子糾纏是說成對的量子，或者一組量子，當它們處於糾纏態時，即使在空間中把它們分割開來的，比如，把一個量子留在北京，另一個量子帶到上海，對在北京的量子做任何的操作，在上海的量子都會立即有所反應。

它們倆就像是一個整體，你動了一個，另一個也變了。

就好像他們實際上在一起一樣，空間並沒有把它們分割開來。

科學實驗已經證實了這種情況。

量子糾纏是如何實現的?量子糾纏的定義 在量子力學裡，兩個粒子在經過短暫時間彼此耦合之後，單獨攪擾其中任意一個粒子，會不可避免地影響到另外一個粒子的性質，儘管兩個粒子之間可能相隔很長一段距離，這種關聯現象稱爲量子糾纏。

　　「量子糾纏」的應用有很多方面，如量子通信，量子計算機等，而且在現階段已經實現了其中的一部分，但由於受到周圍實驗環境的影響，還不得不進一步改善。

刷爆朋友圈的「量子糾纏」,真相是怎樣的? 這讓很多讀者發出了靈魂一問：「量子糾纏」到底是個什麼鬼？現代物理學裡，論起容易被誤解的領域，量子力學毫無疑問是第一名，而量子糾纏在其中少說也能排上前三名。

這種多個粒子間的奇特聯繫，就是量子糾纏。

量子?糾纏?量子糾纏到底是什麼? 量子糾纏很不同卻也難以理解，不過也有方法可以讓它很容易被理解。

加拿大多倫多大學的艾瑪爾（AmarVutha）的解釋如下：圖解：糾纏是粒子性質間的一種「量子糾正」。

（示意圖如上）量子計算機、量子密碼學和與量子相關的東西都經常在新聞中被報導。

關於他們的文章不可避免的都會提到糾纏，量子物理學的性質使得這些神奇的裝置成爲現實。

愛因斯坦將糾纏稱爲「幽靈般的超距作用」，這個名字逐漸被人們了解認識。

遠遠超過建造量子計算機、在其他方面理解和利用糾纏也是非常有用的。

爲什麼量子疊加和量子糾纏讓人更加迷茫? 量子疊加和量子糾纏，是量子力學中很抽象的概念，甚至目前沒有誰，能真正理解其中的奧祕。

量子爲什麼會糾纏？量子糾纏的原理？量子糾纏的原因？ 量子糾纏的兩個粒子都有自己的外部信息，這兩個粒子的外部信息都可以傳播到萬里、十萬里、十萬光年、億萬光年。

所以，這兩個量子無論相隔多遠，他們的外部信息都是相連的！關鍵點來了——這兩個量子無論相隔多遠，他們的外部信息不但是相連的，而且是一樣的！糾纏的量子外部信息是一樣的——這就是問題的關鍵。

首張「量子糾纏」照片登場,愛因斯坦稱爲「鬼魅」的現象真實存在 量子，是微觀世界中的主角，在人類肉眼看不到的每個角落，其實無時無刻都在發生著顛覆常識的物理現象，這些現象中最知名的應該就是「量子糾纏」現象了，有人用這個現象來比喻愛情，也有人認爲這個現象和「心靈感應」有一定的關係，那麼從科學的角度，我們應該怎麼理解這個現象呢？ QQ音樂「S製造」人氣作品不斷,永彬Ryan.B《量子糾纏》演繹夏日愛情 5月8日，QQ音樂「S製造」音樂人永彬Ryan.B再度出擊，發布首張個人全長專輯《C-POP》的第二支先行曲《量子糾纏》。

歌詞以「量子糾纏」巧妙類比戀人間的曖昧悸動，永彬Ryan.B磁性的「汽水嗓音」配合輕快的Urban曲風，讓人清爽舒適如置身涼風輕拂的夏夜，忍不住單曲循環。

新歌延續了首支先行曲《發個定位》的火熱人氣，上線短短半天即登上QQ音樂巔峯榜新歌榜第三位，受到年輕樂迷的歡迎。

量子糾纏,竟然是和觀測者有關的? 黑洞小哥是個主修黑洞物理宅男，一般呆在自己屋裡搞事很少來研究院的，原兒竟然周末在討論室看到他，真是見了奇景。

仔細一看，黑板寫滿了像是坐標變換的式子。

在撲面而來的正弦雙曲餘弦雙曲函數中間，原兒只認得這些式子最上端的閔式時空坐標：「我在推導倫德勒坐標變換，」黑洞小哥一手拿著粉筆一手托著書，「之前一些細節沒弄清楚，這本書上面的推導比較詳細，所以我就來討論室找這本書了。

」「倫德勒坐標...是啥呀？描述的是什麼時空呢？」原兒看著「天書」問道。

「這是一個勻加速參考系[1]。

」 量子可糾纏，科研不糾纏 現代信息技術，量子力學是硬體基礎，數學是軟體基礎。

新華社10月18日報導說，具有代表性的是量子通信和量子計算，是科技大國重點搶占的戰略技術高地。

量子通信，是信息安全傳輸的「保護盾」，竊聽者必然被察覺並被規避；量子計算，則是未來計算技術的「心臟」，谷歌研究人員發論文稱，「基於一個包含54個量子比特的量子晶片計算系統，它花費約200秒完成的任務，傳統超級計算機要1萬年才能完成。

」 量子比特與量子糾纏 量子比特與量子糾纏施郁近年來，基於量子疊加的量子信息和量子計算得到很大發展。

請注意，做測量的我們知道了，而第二個量子比特的觀測者並不知道，除非我們告訴他們，而這是不能瞬時完成的，是受到相對論等各種物理規律的制約的。

因此這裡不存在違反相對論的瞬時超距傳輸。

作爲對比，a|00>+b|10>沒有量子糾纏，因爲在這種情況下，第二個量子比特總是|0>態。

量子糾纏:所謂的「迷信」,可能就是超級科學 超乎想像的宇宙---量子力學內容導讀    當代科技最前沿發現了什麼？竟然顛覆人類世界觀！