0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線(xiàn)課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫(xiě)文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

量子隧穿實(shí)驗(yàn)揭示粒子可打破光速

工程師鄧生 ? 來(lái)源:新浪科技 ? 作者:任天 ? 2020-11-13 10:22 ? 次閱讀

新浪科技訊 北京時(shí)間11約13日消息,最近的實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)粒子通過(guò)量子力學(xué)的“隧道”穿過(guò)勢(shì)壘時(shí),它們的速度應(yīng)該能夠比光速更快。

就在量子力學(xué)的基本方程剛被發(fā)現(xiàn)之時(shí),物理學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了該理論允許的最奇怪的現(xiàn)象之一:量子隧穿(quantum tunneling)。該現(xiàn)象顯示了電子等微觀粒子與更大的物體之間可以有多么深刻的區(qū)別。當(dāng)我們把皮球扔到墻上時(shí),它會(huì)彈回來(lái);當(dāng)球滾到山谷的底部時(shí),它就呆在那里。然而,粒子偶爾會(huì)越過(guò)或穿過(guò)“墻壁”(勢(shì)壘)。正如兩位物理學(xué)家在1928年的《自然》(Nature)雜志上所寫(xiě)的那樣,粒子有可能“滑過(guò)大山,逃離谷底”,這是對(duì)隧穿效應(yīng)最早的描述之一。

物理學(xué)家很快發(fā)現(xiàn),粒子穿越障礙物的能力可以解決許多謎團(tuán)。它解釋了各種化學(xué)鍵和放射性衰變,以及太陽(yáng)中的氫核如何克服彼此之間的排斥并融合,從而產(chǎn)生陽(yáng)光。但物理學(xué)家們開(kāi)始感到好奇。這種好奇起初是溫和的,后來(lái)卻有些病態(tài)。他們想知道,一個(gè)粒子穿過(guò)勢(shì)壘需要多長(zhǎng)時(shí)間?

麻煩在于,有關(guān)這個(gè)問(wèn)題的答案都講不通。

多倫多大學(xué)的物理學(xué)家阿弗雷·斯坦伯格幾十年來(lái)一直在研究量子隧穿時(shí)間的問(wèn)題。科學(xué)家第一次試探性地計(jì)算隧穿時(shí)間是在1932年。甚至更早之前,可能也有人進(jìn)行過(guò)私下的嘗試,但正如加拿大多倫多大學(xué)的物理學(xué)家阿弗雷·斯坦伯格(Aephraim Steinberg)所說(shuō),“當(dāng)你得到一個(gè)你無(wú)法理解的答案時(shí),你就不會(huì)發(fā)表它。”

直到1962年,美國(guó)德州儀器公司半導(dǎo)體工程師托馬斯?哈特曼(Thomas Hartman)才發(fā)表了一篇論文,明確闡述了這一數(shù)學(xué)理論的驚人含義。

哈特曼發(fā)現(xiàn),勢(shì)壘似乎可以作為一條捷徑。在粒子隧穿時(shí),當(dāng)有勢(shì)壘存在時(shí),所花的時(shí)間會(huì)更少。更令人吃驚的是,他計(jì)算出,勢(shì)壘的增大幾乎不會(huì)增加粒子穿越障礙物所需的時(shí)間。這意味著,如果勢(shì)壘足夠“厚”,粒子從一側(cè)跳躍到另一側(cè)的速度要比在真空中穿越同樣距離的光還要快。

簡(jiǎn)而言之,量子隧穿似乎允許比光還快的旅行,但這在物理上是不可能的?!霸诠芈U述該效應(yīng)之后,人們就開(kāi)始擔(dān)心了,”斯坦伯格說(shuō)道。

討論持續(xù)了幾十年,部分原因是隧穿時(shí)間問(wèn)題似乎觸及了量子力學(xué)中一些最神秘的部分。以色列威茲曼科學(xué)院的理論物理學(xué)家埃里·波拉克(Eli Pollak)說(shuō):“這涉及到諸多一般性問(wèn)題,包括時(shí)間是什么?我們?cè)诹孔恿W(xué)中如何測(cè)量時(shí)間?它的意義是什么?”物理學(xué)家最終推導(dǎo)出至少10種有關(guān)隧穿時(shí)間的數(shù)學(xué)表達(dá)式,而每一種都反映了隧穿過(guò)程的不同視角。當(dāng)然,這些數(shù)學(xué)表達(dá)式都沒(méi)能解決這一問(wèn)題。

現(xiàn)在,量子隧穿時(shí)間的問(wèn)題又回來(lái)了,一系列在實(shí)驗(yàn)室中精確測(cè)量隧穿時(shí)間的精巧實(shí)驗(yàn)推動(dòng)了這方面的進(jìn)展。

《自然》雜志在今年7月份報(bào)道了迄今為止最受好評(píng)的量子隧穿測(cè)量實(shí)驗(yàn),其中,斯坦伯格在多倫多的研究小組使用了名為“拉莫爾鐘”(Larmor clock)的方法,測(cè)量了銣原子穿過(guò)排斥激光場(chǎng)需要多長(zhǎng)時(shí)間。

澳大利亞格里菲斯大學(xué)的物理學(xué)家伊戈?duì)枴だ匚膩喛耍↖gor Litvinyuk)說(shuō):“拉莫爾鐘是測(cè)量隧穿時(shí)間的最佳和最直觀的方法,而這個(gè)實(shí)驗(yàn)第一次非常精確地進(jìn)行了測(cè)量?!痹?019年,利特文亞克曾在《自然》雜志上報(bào)道了另一種測(cè)量隧穿時(shí)間的方法。

美國(guó)明尼蘇達(dá)州康科迪亞學(xué)院的理論物理學(xué)家路易斯·曼佐尼(Luiz Manzoni)也認(rèn)為,拉莫爾鐘方法的測(cè)量結(jié)果令人信服?!八麄儨y(cè)量的確實(shí)是隧穿的時(shí)間,”他說(shuō)。

最近的實(shí)驗(yàn)使人們重新注意到一個(gè)尚未解決的問(wèn)題。在哈特曼發(fā)表論文后的60年里,無(wú)論物理學(xué)家如何小心翼翼地重新定義隧穿時(shí)間,或者在實(shí)驗(yàn)室里如何精確地進(jìn)行測(cè)量,他們都發(fā)現(xiàn)量子隧穿總是表現(xiàn)出哈特曼效應(yīng)。量子隧穿幾乎絕對(duì)是超光速的。

“一個(gè)隧穿粒子怎么可能比光速還快?”利特文亞克說(shuō),“在進(jìn)行測(cè)量之前,這純粹是理論上的推測(cè)?!?/p>

什么時(shí)間?

隧穿時(shí)間很難精確測(cè)量,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)本身就是如此。在宏觀尺度上,一個(gè)物體從A到B所需要的時(shí)間等于距離除以物體的速度。但是量子理論告訴我們,同時(shí)精確地了解距離和速度是不可能的。

在量子理論中,一個(gè)粒子具有一系列可能的位置和速度。只有在測(cè)量時(shí),才能從這些選項(xiàng)中得出確定的屬性。這一過(guò)程如何發(fā)生是物理學(xué)中最深刻的問(wèn)題之一。

因此,在粒子撞擊探測(cè)器之前,它無(wú)處不在,又處處都在。這使得我們很難判斷粒子之前在某個(gè)地方(比如在某個(gè)勢(shì)壘內(nèi))停留了多長(zhǎng)時(shí)間。利特文亞克說(shuō):“你無(wú)法說(shuō)明它在那里停留了多長(zhǎng)時(shí)間,因?yàn)樗梢酝瑫r(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)地方?!?/p>

為了在量子隧穿的背景下理解這個(gè)問(wèn)題,我們可以畫(huà)一個(gè)鐘形曲線(xiàn)來(lái)表示一個(gè)粒子的可能位置。這個(gè)鐘形曲線(xiàn)稱(chēng)為波包(wave packet),其中心位置是A?,F(xiàn)在想象一下,波包像海嘯一樣向勢(shì)壘移動(dòng)。量子力學(xué)方程描述了波包如何在碰到勢(shì)壘時(shí)一分為二。大部分粒子反射回來(lái),朝向A運(yùn)動(dòng),但有一個(gè)較小的概率峰值會(huì)滑過(guò)屏障,繼續(xù)向B運(yùn)動(dòng)。因此,這個(gè)粒子有機(jī)會(huì)被那里的探測(cè)器記錄下來(lái)。

然而,當(dāng)一個(gè)粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí),我們能否測(cè)量它的行程,或者它在勢(shì)壘中的時(shí)間?在這個(gè)粒子突然出現(xiàn)之前,它是一個(gè)兩部分的概率波——既反射又透射。它既進(jìn)入了勢(shì)壘又沒(méi)有進(jìn)入?!八泶r(shí)間”的含義在這里變得模糊不清。

然而,任何從A點(diǎn)開(kāi)始到B點(diǎn)結(jié)束的粒子都不可否認(rèn)地會(huì)與兩者之間的勢(shì)壘相互作用,而這種相互作用就像埃里·波拉克所說(shuō),“是時(shí)間上的東西”。問(wèn)題在于,究竟是多少時(shí)間?

20世紀(jì)90年代,當(dāng)斯坦伯格還是研究生時(shí),他就對(duì)量子隧穿時(shí)間問(wèn)題有著“表面上的癡迷”。他解釋說(shuō),這個(gè)問(wèn)題的根源在于時(shí)間的特殊性。物體有一定的屬性,比如質(zhì)量或位置;但它們沒(méi)有一個(gè)我們可以直接測(cè)量的內(nèi)在“時(shí)間”。“我可以問(wèn)你,‘棒球的位置在哪里?’但是問(wèn)‘棒球的時(shí)間是幾點(diǎn)?’就沒(méi)有意義了,”斯坦伯格說(shuō),“時(shí)間不是任何粒子所擁有的屬性?!毕喾矗覀冏粉櫴澜缟系钠渌兓热?a href="http://wenjunhu.com/tags/時(shí)鐘/" target="_blank">時(shí)鐘的滴答聲(本質(zhì)是位置的變化),并將其中的增量稱(chēng)為時(shí)間。

但是在量子隧穿的情況下,粒子本身內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘。那么在測(cè)量時(shí)應(yīng)該追蹤哪些變化?物理學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了無(wú)數(shù)可能的隧穿時(shí)間衡量指標(biāo)。

隧穿時(shí)間

哈特曼,以及在他之前于1932年進(jìn)行嘗試的勒羅伊·阿奇博爾德·麥科爾(LeRoy Archibald MacColl),采用了最簡(jiǎn)單的方法來(lái)衡量量子隧穿所需的時(shí)間。哈特曼計(jì)算了在自由空間中的粒子與必須越過(guò)勢(shì)壘的粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)最可能的時(shí)間之差。他通過(guò)考慮壘位如何改變透射波包峰值的位置,使這一計(jì)算成為可能。

但是,除了暗示勢(shì)壘可以使粒子加速以外,這個(gè)方法還存在一個(gè)問(wèn)題。你不能簡(jiǎn)單地比較一個(gè)粒子波包的初始峰值和最終峰值。計(jì)算粒子最有可能的出發(fā)時(shí)間(當(dāng)鐘形曲線(xiàn)的峰值位于A點(diǎn))與最有可能的到達(dá)時(shí)間(當(dāng)峰值達(dá)到B點(diǎn))的差值并不能告訴你任何單個(gè)粒子的飛行時(shí)間,因?yàn)樵贐點(diǎn)探測(cè)到的粒子并不一定從A點(diǎn)出發(fā)。在最初的概率分布中,它可能處于任何位置,包括鐘形曲線(xiàn)的前端,這里更接近勢(shì)壘。這就給了它一個(gè)迅速到達(dá)B點(diǎn)的機(jī)會(huì)。

量子隧穿:當(dāng)波包撞上勢(shì)壘時(shí),它的一部分會(huì)反射,另一部分則隧穿通過(guò)勢(shì)壘。由于粒子的確切軌跡不可知,研究人員開(kāi)始尋求一種更具概率性的方法。他們考慮了這樣一個(gè)事實(shí):當(dāng)一個(gè)波包撞擊一個(gè)勢(shì)壘之后,在每一個(gè)瞬間,粒子都有一些概率處于勢(shì)壘內(nèi)部(也有一些概率不在)。然后,物理學(xué)家將每一時(shí)刻的概率相加,再得出平均的隧穿時(shí)間。

至于如何測(cè)量概率,從20世紀(jì)60年代末開(kāi)始,物理學(xué)家們便設(shè)想了各種各樣的思維實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)中,“時(shí)鐘”可以附于粒子本身。如果每個(gè)粒子的時(shí)鐘只在勢(shì)壘內(nèi)滴答作響,而且你可以讀取許多透射粒子的時(shí)鐘,那它們就將顯示不同的時(shí)間范圍,平均之后變得到隧穿時(shí)間。

當(dāng)然,所有這些都說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。雷蒙·拉莫斯(Ramon Ramos)是7月份發(fā)表在《自然》雜志上那篇論文的第一作者,他說(shuō):“他們只是想出了一些瘋狂的主意來(lái)測(cè)量這段時(shí)間,并且認(rèn)為這永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生?,F(xiàn)在科學(xué)已經(jīng)進(jìn)步了,我們很高興能將這個(gè)實(shí)驗(yàn)變成現(xiàn)實(shí)。”

嵌入式時(shí)鐘

盡管物理學(xué)家從20世紀(jì)80年代就開(kāi)始測(cè)量隧穿時(shí)間,但是近年來(lái)興起的超精確測(cè)量始于2014年,由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的烏蘇拉·凱勒(Ursula Keller)實(shí)驗(yàn)室率先實(shí)現(xiàn)。她的團(tuán)隊(duì)使用一種名為“阿秒鐘”(attoclock)的技術(shù)來(lái)測(cè)量隧穿時(shí)間。在凱勒的阿秒鐘中,來(lái)自氦原子的電子遇到了一個(gè)勢(shì)壘,而這個(gè)勢(shì)壘就像時(shí)鐘的指針一樣在適當(dāng)位置轉(zhuǎn)動(dòng)。電子隧穿最常發(fā)生在電子勢(shì)壘處于某一特定方向的時(shí)候,我們稱(chēng)這個(gè)方向?yàn)榘⒚腌姷摹罢纭?。然后,?dāng)電子從勢(shì)壘中出現(xiàn)時(shí),它們會(huì)被踢向一個(gè)取決于此時(shí)勢(shì)壘排列的方向。為了測(cè)量隧穿時(shí)間,凱勒的團(tuán)隊(duì)測(cè)量了“正午”(對(duì)應(yīng)大多數(shù)隧穿事件開(kāi)始的時(shí)間)與大部分出射電子的角度之間的角差。他們測(cè)量到了50阿秒(1阿秒為十億分之一秒的十億分之一,即1×10^-18秒)的差值。

在2019年發(fā)表的論文中,利特文亞克的團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了凱勒的阿秒鐘實(shí)驗(yàn),將氦原子換成了更簡(jiǎn)單的氫原子。他們測(cè)量到的時(shí)間甚至更短,最多為2阿秒,這表明隧穿效應(yīng)幾乎是瞬間發(fā)生的。

然而,一些專(zhuān)家后來(lái)得出結(jié)論,認(rèn)為阿秒鐘測(cè)量的時(shí)間長(zhǎng)度并不能很好地代表隧穿時(shí)間。曼佐尼于2019年發(fā)表了一篇對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析論文,認(rèn)為這種方法與哈特曼關(guān)于隧穿時(shí)間的定義一樣存在缺陷:從事后的角度看,從勢(shì)壘中隧穿而出的電子可以說(shuō)原本就領(lǐng)先一步。

與此同時(shí),斯坦伯格、拉莫斯與他們?cè)诙鄠惗啻髮W(xué)的同事大衛(wèi)·施皮林斯(David Spierings)和伊莎貝爾·雷切科特(Isabelle Racicot)進(jìn)行了一項(xiàng)更有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。

這種替代方法利用了許多粒子的自旋屬性。在量子力學(xué)中,自旋是粒子的內(nèi)稟性質(zhì),由此可以產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。在測(cè)量時(shí),自旋就像一個(gè)箭頭,只能指向上或下。但在測(cè)量之前,自旋可以指向任何方向。正如愛(ài)爾蘭物理學(xué)家約瑟夫·拉莫爾(Joseph Larmor)在1897年發(fā)現(xiàn)的那樣,當(dāng)粒子處于磁場(chǎng)之中時(shí),自旋的角度會(huì)旋轉(zhuǎn),或稱(chēng)“進(jìn)動(dòng)”(precesses)。多倫多大學(xué)的研究小組便利用這種進(jìn)動(dòng)來(lái)充當(dāng)所謂“拉莫爾鐘”的指針。

當(dāng)一個(gè)銣原子穿過(guò)一個(gè)磁勢(shì)壘時(shí),它的自旋會(huì)發(fā)生進(jìn)動(dòng)。物理學(xué)家通過(guò)測(cè)量這種進(jìn)動(dòng),獲得了該原子在勢(shì)壘內(nèi)部停留的時(shí)間。研究人員使用一束激光作為勢(shì)壘,并開(kāi)啟其中的磁場(chǎng)。然后,他們準(zhǔn)備了自旋朝特定方向排列的銣原子,并讓這些原子向勢(shì)壘漂移。接下來(lái),他們測(cè)量了從勢(shì)壘另一側(cè)出來(lái)的原子的自旋。測(cè)量任何單個(gè)原子的自旋總是會(huì)返回一個(gè)“上”或“下”的模糊答案。但是通過(guò)反復(fù)測(cè)量,收集到的測(cè)量結(jié)果將會(huì)揭示原子在勢(shì)壘內(nèi)部進(jìn)動(dòng)角度的平均值——以及它們通常在那里停留的時(shí)間。

研究人員報(bào)告稱(chēng),銣原子在勢(shì)壘內(nèi)的平均時(shí)間為0.61毫秒,與20世紀(jì)80年代理論預(yù)測(cè)的拉莫爾鐘時(shí)間一致。這比原子在自由空間中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間還要短。因此,這些計(jì)算表明,如果勢(shì)壘足夠厚,加速會(huì)使原子隧穿的速度比光速還快。

謎題而非悖論

阿爾伯特·愛(ài)因斯坦在1907年意識(shí)到,他提出的相對(duì)論使超越光速的通信成為不可能。想象兩個(gè)人,愛(ài)麗絲和鮑勃,以極高的速度分開(kāi)。由于相對(duì)論,他們各自的鐘表報(bào)時(shí)不同。一個(gè)結(jié)果是,如果愛(ài)麗絲向鮑勃發(fā)送一個(gè)比光還快的信號(hào),而鮑勃立即向愛(ài)麗絲發(fā)送一個(gè)超光速的回復(fù),那么鮑勃的回復(fù)就能在愛(ài)麗絲發(fā)送初始信息之前到達(dá)她那里?!耙呀?jīng)實(shí)現(xiàn)的效果先于原因,”愛(ài)因斯坦寫(xiě)道。

專(zhuān)家們普遍相信,量子隧穿并沒(méi)有真正打破因果關(guān)系,但對(duì)于為什么不會(huì)的確切原因還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)?!拔矣X(jué)得我們對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法并不是完全統(tǒng)一的,”斯坦伯格說(shuō),“這是一個(gè)謎,而不是悖論?!?/p>

有些很好的猜想被證明是錯(cuò)誤的。曼佐尼在21世紀(jì)初聽(tīng)說(shuō)超光速隧穿問(wèn)題后,與一位同事重新對(duì)此進(jìn)行了計(jì)算。他們認(rèn)為,如果考慮相對(duì)論效應(yīng)(對(duì)于快速移動(dòng)的粒子,時(shí)間會(huì)變慢),隧道效應(yīng)會(huì)降至亞光速?!白屛覀凅@訝的是,超光速隧穿也是可能存在的,”曼佐尼說(shuō),“事實(shí)上,這個(gè)問(wèn)題在相對(duì)論量子力學(xué)中更為極端。”

研究人員強(qiáng)調(diào),只要不允許發(fā)出超光速信號(hào),超光速隧穿就不是問(wèn)題。這一點(diǎn)與愛(ài)因斯坦感到困惑的“鬼魅般的超距作用”類(lèi)似。超距作用指的是相距遙遠(yuǎn)的粒子具有相互“糾纏”的能力,因此對(duì)一個(gè)粒子的測(cè)量可以同時(shí)確定兩個(gè)粒子的屬性。這種遠(yuǎn)距離粒子之間的即時(shí)聯(lián)系并不會(huì)產(chǎn)生矛盾,因?yàn)樗荒苡脕?lái)從一個(gè)粒子向另一個(gè)粒子發(fā)送信號(hào)。

不過(guò)令人驚訝的是,相比物理學(xué)家對(duì)超距作用的絕望程度,對(duì)超光速隧穿的研究卻很少令人過(guò)于驚詫?!皩?duì)于量子隧穿,你不是在處理兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),它們的狀態(tài)也不是以一種令人毛骨悚然的方式聯(lián)系在一起,”在劍橋大學(xué)研究隧穿時(shí)間問(wèn)題的格雷斯·菲爾德(Grace Field)說(shuō),“你是在處理一個(gè)在空間中行進(jìn)的單一系統(tǒng)。在某種程度上,它似乎比糾纏狀態(tài)還要古怪?!?/p>

在一篇發(fā)表在9月份《新物理學(xué)期刊》(New Journal of Physics)上的論文中,埃里·波拉克和兩位同事認(rèn)為,超光速隧穿之所以不允許發(fā)送超光速信號(hào),是出于統(tǒng)計(jì)學(xué)的原因:盡管在極厚勢(shì)壘中發(fā)生的隧穿非???,但這種事件發(fā)生的概率是極其低的。信號(hào)發(fā)送者總是傾向于通過(guò)自由空間發(fā)送信號(hào)。

但是,為什么不能在超厚勢(shì)壘上爆炸大量的粒子,希望其中一個(gè)能以超光速通過(guò)呢?難道僅僅一個(gè)粒子就不足以傳達(dá)信息并打破物理學(xué)定律嗎?斯坦伯格贊同這種情況的統(tǒng)計(jì)學(xué)觀點(diǎn),但認(rèn)為單個(gè)隧穿粒子無(wú)法傳遞信息。一個(gè)信號(hào)需要細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu),在嘗試發(fā)送任何一個(gè)詳細(xì)信號(hào)時(shí),通過(guò)空氣發(fā)送總是比通過(guò)一個(gè)不可靠的勢(shì)壘更快。

波拉克表示,這些問(wèn)題將是未來(lái)研究的主題,“我相信斯坦伯格的實(shí)驗(yàn)將會(huì)推動(dòng)更多的理論。未來(lái)研究會(huì)通向哪里,我不知道。”

這些思考將帶來(lái)更多的實(shí)驗(yàn),有些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在斯坦伯格的計(jì)劃清單上。他表示,通過(guò)確定磁勢(shì)壘中不同區(qū)域的磁場(chǎng)位置,他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃探測(cè)的“不僅包括粒子在勢(shì)壘中停留了多長(zhǎng)時(shí)間,還包括粒子是在勢(shì)壘中哪里停留的”。理論計(jì)算預(yù)測(cè),銣原子大部分時(shí)間都在勢(shì)壘的入口和出口附近,但在勢(shì)壘中間的時(shí)間很少。“這有點(diǎn)令人驚訝,一點(diǎn)也不符合直覺(jué),”雷蒙·拉莫斯說(shuō)道。

通過(guò)探索大量隧穿粒子的平均經(jīng)歷,研究人員描繪出了一幅關(guān)于勢(shì)壘內(nèi)部的畫(huà)面,比量子力學(xué)先驅(qū)在一個(gè)世紀(jì)前所預(yù)期的還要生動(dòng)形象。在斯坦伯格看來(lái),盡管量子力學(xué)給人以不可思議的印象,但這些進(jìn)展讓人們明白了一點(diǎn):“當(dāng)你看到一個(gè)粒子在哪里結(jié)束時(shí),你就會(huì)知道它之前在做什么。”(任天)

責(zé)任編輯:PSY

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 量子
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    478

    瀏覽量

    25502
  • 光速
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    10

    瀏覽量

    7905
  • 粒子
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    44

    瀏覽量

    12670
  • 量子隧穿效應(yīng)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    5

    瀏覽量

    7080
收藏 人收藏

    評(píng)論

    相關(guān)推薦

    “安徽造”量子隨機(jī)數(shù)芯片通過(guò)國(guó)家密碼管理局檢測(cè)

    ”產(chǎn)品。 ? WT-QRNG300芯片裸片尺寸1.3×1.7毫米,經(jīng)LGA8工藝封裝后整體尺寸約5.8×5毫米,采用了問(wèn)天量子自主研發(fā)的基于量子穿效應(yīng)的
    的頭像 發(fā)表于 12-19 19:06 ?324次閱讀

    量子通信的基本原理 量子通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

    比特(qubit)來(lái)表示,它是量子通信的基本單位。 2. 量子糾纏 量子糾纏是量子通信的另一個(gè)關(guān)鍵原理。當(dāng)兩個(gè)量子粒子(如光子)處于糾纏態(tài)時(shí)
    的頭像 發(fā)表于 12-19 15:50 ?506次閱讀

    穿晶體管的原理及優(yōu)勢(shì)

    本文介紹了穿晶體管的原理及它的優(yōu)勢(shì)。 ? 我們所處的這個(gè)由永遠(yuǎn)在線(xiàn)的個(gè)人電腦、平板電腦和智能手機(jī)構(gòu)成的世界的誕生,要?dú)w功于一個(gè)了不起的趨勢(shì):金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的不斷微型化
    的頭像 發(fā)表于 11-27 09:04 ?314次閱讀
    <b class='flag-5'>隧</b><b class='flag-5'>穿</b>晶體管的原理及優(yōu)勢(shì)

    本源量子等向北京“金融量子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”提供自主量子算力

    近日,由本源量子提供自主量子主算力的“金融量子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”正式上線(xiàn),該平臺(tái)由北京金融科技產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦,本源量子公司聯(lián)合共建,云端可提供
    的頭像 發(fā)表于 10-30 08:05 ?220次閱讀
    本源<b class='flag-5'>量子</b>等向北京“金融<b class='flag-5'>量子</b>云<b class='flag-5'>實(shí)驗(yàn)</b>平臺(tái)”提供自主<b class='flag-5'>量子</b>算力

    玻色量子中標(biāo)中國(guó)移動(dòng)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采購(gòu)項(xiàng)目

    2024年10月,中國(guó)移動(dòng)采購(gòu)與招標(biāo)網(wǎng)顯示,北京玻色量子科技有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“玻色量子”)成功中標(biāo)中移(蘇州)軟件技術(shù)有限公司2024年至2025年量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采購(gòu)項(xiàng)目。
    的頭像 發(fā)表于 10-22 09:38 ?296次閱讀

    功率放大器在聲鑷操控粒子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

    實(shí)驗(yàn)名稱(chēng):功率放大器在聲鑷操控粒子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容::利用放大器對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的放大實(shí)現(xiàn)換能器的高效率振動(dòng),驅(qū)動(dòng)電壓大幅增加,使得換能器振動(dòng)強(qiáng)度增大,更有利于聲鑷對(duì)粒子的操控。測(cè)試設(shè)備
    的頭像 發(fā)表于 10-15 14:21 ?193次閱讀
    功率放大器在聲鑷操控<b class='flag-5'>粒子實(shí)驗(yàn)</b>中的應(yīng)用

    【《計(jì)算》閱讀體驗(yàn)】量子計(jì)算

    經(jīng)典計(jì)算機(jī)的能力。 量子計(jì)算的重要性在于三點(diǎn)。首先,量子計(jì)算對(duì)強(qiáng)丘奇-圖靈論題提出了明確挑戰(zhàn)。強(qiáng)丘奇-圖靈論題斷言,任何物理實(shí)現(xiàn)的計(jì)算裝置都可以被圖靈機(jī)模擬,而計(jì)算速度至多下降一個(gè)多項(xiàng)式因子。其次
    發(fā)表于 07-13 22:15

    新型量子傳感器打破光學(xué)測(cè)量極限

    。 這項(xiàng)研究成果發(fā)表在《量子科學(xué)與技術(shù)》(Quantum Science and Technology)雜志上。 當(dāng)一對(duì)光子(光粒子的最小單位)通過(guò)量子糾纏聯(lián)系在一起時(shí),無(wú)論它們各自的距離有多遠(yuǎn),它們都會(huì)共享一個(gè)相關(guān)的
    的頭像 發(fā)表于 06-21 06:35 ?276次閱讀

    利用激光技術(shù)揭示量子材料隱藏的特性

    某些材料具有被隱藏起來(lái)的理想特性,就像用手電筒在黑暗中照明一樣,科學(xué)家可以用光來(lái)揭示這些特性。研究人員開(kāi)發(fā)出一種先進(jìn)的光學(xué)技術(shù),利用光來(lái)揭示量子材料 Ta2NiSe5 (TNS) 的隱藏特性。通過(guò)
    的頭像 發(fā)表于 03-21 06:35 ?329次閱讀
    利用激光技術(shù)<b class='flag-5'>揭示</b>了<b class='flag-5'>量子</b>材料隱藏的特性

    用光子連接懸浮在真空中的納米粒子,并控制它們之間的相互作用

    文本介紹了用光子連接懸浮在真空中的納米粒子,并控制它們之間的相互作用的實(shí)驗(yàn)。這展示了一種在宏觀尺度上實(shí)現(xiàn)量子糾纏和量子信息傳輸?shù)目赡苄浴?/div>
    的頭像 發(fā)表于 03-20 11:47 ?516次閱讀

    量子計(jì)算機(jī)重構(gòu)未來(lái) | 閱讀體驗(yàn)】 跟我一起漫步量子計(jì)算

    技術(shù)的發(fā)展,我們的通信和數(shù)據(jù)安全將得到更強(qiáng)大的保障。然而,需要指出的是,量子計(jì)算技術(shù)的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。例如,量子計(jì)算機(jī)的構(gòu)建和維護(hù)成本極高,目前仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段;同時(shí),量子計(jì)算機(jī)
    發(fā)表于 03-13 19:28

    量子夢(mèng)

    當(dāng)我們談?wù)?b class='flag-5'>量子計(jì)算機(jī)時(shí),通常是在討論一種利用量子力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算的全新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制位(0和1)來(lái)表示數(shù)據(jù)不同,量子計(jì)算機(jī)使用量子比特(qubit)來(lái)存儲(chǔ)和處理信
    發(fā)表于 03-13 18:18

    量子計(jì)算機(jī)重構(gòu)未來(lái) | 閱讀體驗(yàn)】+ 了解量子疊加原理

    作為零基礎(chǔ)初學(xué)級(jí)的量子小白,對(duì)神秘詭異的量子世界充滿(mǎn)了好奇。說(shuō)起量子計(jì)算機(jī),我有許多問(wèn)號(hào),量子計(jì)算機(jī)的工作原理是什么?它和電子計(jì)算機(jī)有什么區(qū)別?量子
    發(fā)表于 03-13 17:19

    要讓量子計(jì)算走出實(shí)驗(yàn)

    轉(zhuǎn)自環(huán)球時(shí)報(bào)環(huán)球時(shí)報(bào)記者張蔚藍(lán)陳子帥原稿標(biāo)題:中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任郭國(guó)平:要讓量子計(jì)算走出實(shí)驗(yàn)室原文鏈接:https://m.huanqiu.com/article
    的頭像 發(fā)表于 03-06 08:21 ?337次閱讀
    要讓<b class='flag-5'>量子</b>計(jì)算走出<b class='flag-5'>實(shí)驗(yàn)</b>室

    量子計(jì)算機(jī)重構(gòu)未來(lái) | 閱讀體驗(yàn)】+ 初識(shí)量子計(jì)算機(jī)

    大語(yǔ)言模型訓(xùn)練會(huì)是一個(gè)怎樣的情景。。。。。。 希望量子計(jì)算機(jī)盡快走出實(shí)驗(yàn)室,能夠早日進(jìn)入尋常百姓家,更希望我國(guó)的量子計(jì)算機(jī)取得突破,蓬勃發(fā)展,也能遙遙領(lǐng)先! 今天先研讀至此,后續(xù)所讀所感將繼續(xù)分享。 附
    發(fā)表于 03-05 17:37