期刊信息
曾用名:量子电子学
主办:中国光学学会基础光学专业委员会;中国科学院合肥物质科学家研究院
主管:中国科学院
ISSN:1007-5461
CN:34-1163/TN
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.365217
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:无线电电子学;物理学
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学术活动_第十三届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集
为什么说经典物理相对论还有量子力学都存在缺(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】经典物理学,量子力学之前存在的物理学,描述了普通(宏观)尺度的自然特性。经典物理学中的大多数理论都可以从量子力学中推导出来,作为在大(宏
经典物理学,量子力学之前存在的物理学,描述了普通(宏观)尺度的自然特性。经典物理学中的大多数理论都可以从量子力学中推导出来,作为在大(宏观)尺度上有效的近似。量子力学与经典物理学的不同之处在于能量,动量,角动量和其他数量的约束系统都局限于离散值(量子化)、物体具有粒子和波的特征(波粒二象性) 并且可以测量数量的精度有限(不确定性原理)。
量子力学在发现之初,逐渐从理论中解释出无法与经典物理学相协调的观测,这一类的现象主要有马克斯普朗克在1900年对黑体辐射问题的解决方案,以及爱因斯坦1905年论文中提到的能量与频率的对应关系,而这解释了光电效应。早期的量子理论在20世纪20年代中期由ErwinSchr?dinger,Werner Heisenberg,Max Born和其他人深刻地重新构思而成。现代理论以各种专门开发的数学形式表述。在其中波函数的数学函数提供关于粒子的位置,动量和其他物理性质的概率幅度的信息。
图 波函数的的电子在不同能量水平为氢原子
量子力学的实际应用在简单介绍量子力学之后,相信大部分读者还是处于懵懂的状态,为了进一步说明量子力学的正确性和合理性,我举几个生活中的产品应用到量子力学原理的例子。
量子力学已经有了巨大的成功,尤其是在解释我们的许多宇宙的特性上。量子力学通常是唯一可以揭示构成所有形式物质(电子,质子,中子,光子和其他物质)的亚原子粒子的个体行为的理论。量子力学强烈地影响了弦理论,即万物理论的候选者(可查询:还原论等)。
量子力学对于理解单个原子如何通过共价键连接形成分子也是至关重要的,如产生的量子化学学科。量子力学还可以通过明确地显示哪些分子在能量上有利于哪些分子以及所涉及的能量的大小来提供对离子和共价键合过程的定量分析。此外,大多数现代执行的计算的计算化学依靠量子力学。
具体来说,有以下几点:
电子设备方面许多电子器件在量子隧道效应下工作。例如最简单的灯开关中。如果电子不能通过金属接触表面上的氧化层进行量子隧穿,则开关将不起作用。USB驱动器中的闪存芯片使用量子隧道来擦除其存储器单元。一些负差分电阻器件也利用量子隧道效应,例如谐振隧穿二极管。与传统二极管不同,其电流通过两个或多个势垒的共振隧穿来承载。其负阻力行为只能通过量子力学来理解:当受限状态接近费米能级时,隧道电流增加。随着它移开,电流减少。量子力学是理解和设计这种电子设备所必需的。
图 谐振隧穿二极管器件的工作机制
密码学研究人员目前正在寻求直接操纵量子态的强大方法。正在努力的更全面地开发量子密码术,理论上可以保证信息的安全传输。
与传统密码术相比,量子密码术产生的固有优势是被动的检测。这是量子比特行为的自然结果; 由于观察者效应,如果要观察到叠加状态的位,则叠加状态将坍缩成本征态。因为预期的接收者期望以叠加状态接收该位,所以预期的接收者将知道存在攻击,因为该位的状态将不再处于叠加状态。
量子计算机另一个目标是开发量子计算机,预计它将比传统计算机以指数执行某些计算任务。量子计算机不使用经典比特,而是使用量子比特,它们可以处于状态的叠加。量子程序员能够操纵量子比特的叠加,以解决经典计算无法有效执行的问题,例如搜索未排序的数据库或整数分解。
另一个活跃的研究课题是量子隐形传态,它涉及在任意距离上传输量子信息的技术。
结论总之,量子力学是看得见摸得着的,是经历历史长河验证的正确理论,在整个发现过程有无数的顶尖科学家给量子力学或者量子理论设置障碍,现今也有很多民科歪曲邪说,但是历史车轮是无法阻挡的,希望大家相信科学,拥抱科学。
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我国的量子计算机研究怎么样?
感谢邀请!量子计算机,是基于量子理论的计算机,是运算速度最快的计算机,也是未来的主流计算机。我国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组,成功建成了世界首台量子计算机,也是世界上纠缠书面最多的超导量子比特处理器。该计算机整体性能超越早期经典计算机,并且是由我国自主研发设计制造的,为我国迈入量子计算时代了奠定了坚实的基础。
量子计算利用量子相干叠加原理,具有超快的并行计算和模拟计算能力,可以解决大多数经典计算机不能解决的计算问题,同时也是未来的计算之王。比如说,由50个微观粒子组成的量子计算机,对于某些问题的处理能力就可以超过“神威·太湖之光”超级计算机,其性能不得不令人称赞。
文章来源:《量子电子学报》 网址: http://www.lzdzxbzz.cn/zonghexinwen/2022/1221/1567.html
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