量子力学:从原理到应用——深度解读中国首颗量子科学实验卫星

正中国首颗量子科学实验卫星"墨子"号,8月16日凌晨在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空。什么是量子卫星?这颗量子科学实验卫星是干什么用的?请听中国科学技术大学物理学博士林梅为您解读。——编者文章来源:知识分子(微信公号:The-Intellectual)·"如果能弄明白为什么会有量子纠缠,我立即死都愿意。"中国科学技术大学物理学教授潘建伟不久前在央     

精确的性感

曾经在一个饭局上遇到一位物理学博士，同桌的一位朋友问了他一个问题，大意是，宇宙大爆炸理论的物理学原理是什么。那位博士从相对论讲到量子理论，从宏观宇宙讲到微观光子，一长串闻所未闻的名词和理论从他嘴里连续不断地蹦出来。在那一瞬间，他看上去非常性感，包括他那没有经过任何修正的奇怪表情。     

统治生命的量子理论

人们往往认为量子物理学那些希奇古怪的规则仅限于微观世界,但现在,科学家怀疑它们可能在生命生物学中发挥着重要作用。越来越多的证据表明,量子力学参与到了广泛的生物过程中,包括光合作用、鸟类迁徙,甚至是生命起源。这些理论和其他一些玄妙的论题,正是作为世界科学节     

霍金的宇宙

霍金被认为是当代最杰出的理论物理学家，他撰写的科普著作《时间简史》创造了科普书籍发行的世界纪录。 从20世纪60年代起，霍金就致力于把20世纪物理学的两大奠基理论——量子理论和相对论——整合到一起，从而为新物理学找到入口。但是，量子理论和相对论是否可以走到一起呢？霍金也难以判定。在20世纪90年代，霍金发出这样的感叹：量子理论和相对论是水和油一样不相融的。     

量子引力需要的是更多的实验

正数学不会解决量子引力问题,实验会解决。20世纪90年代中叶,我学了数学。我的确不能肯定这一辈子想干什么,但是数学描述自然世界的能力让我惊叹不已。学了微分几何和李氏代数之后,我参加了数学系组织的一个系列研讨,讨论基础物理学里最大的问题:如何把引力量子化,然后将所有自然力统一在一个理论框架之下。该系列讨论聚焦于宾夕法尼亚州立大学阿贝·阿西提卡倡导的新方法。这样的讨论我以前没有参加过,所以给我的印象是问题已经得到解决,只是消息还没     

万物起源于“量子魂”

量子物理学一再向我们提出谜题，但又完全符合自然逻辑。粒子和波的行为彼此相似，这种模糊状态恰恰证明了万物的起源——由信息构成的基本的通用码。一部分量子物理学家支持的这一理论描绘了一种新的宇宙观。从事这项理论研究肯定不容易，但如果我们这样做了，就会发现看待我们这个星球的全新的可能性。德国物理学家汉斯·彼得-杜尔教授对这一理论进行了阐述。     

量子常理

正量子力学虽然毁誉参半,却能引导和帮助解释人类的直觉每个对物理学有点兴趣的人都知道,量子理论有悖常识。有人说,现实的量子观就像一个疯人院,里面住的是成为浪潮的粒子。当然也可以反过来看,也就是说疯人院里住的是浪潮,这些浪潮能变成粒子,相互之间可以通过奇怪的信息交流,这是传统的时间和     

“黄金时间”搞科研必有更大作为——量子科学实验卫星首席科学家潘建伟访谈

正中国科技创新能力特别是原创能力与发达国家相比还有很大差距。量子信息前沿研究领域在若干方向上实现了领跑,但暂时的领先地位一直伴随着发达国家激烈竞争。从科技大国走向科技强国,广大科技工作者责任重大。当初我们提出卫星量子通信的构想时,常常被人问及:美国有没有在做?欧洲的情况怎么样?但     

无法从黑洞中逃逸吗？

现有理论认为，没有任何东西能够从黑洞中逃逸出来，即使光也不例外。然而，真的是“没有任何东西”吗？其实，说“几乎没有”应该更准确一些。要说明这一点，首先要了解两个名词，一个叫“势垒”，一个叫“量子隧道效应”。势垒就是势能比附近的势能都高的空间区域，而量子隧道效应是由微观粒子波动性所确定的量子效应，又称势垒贯穿。粒子的运动过程中若遇到一个高于粒子能量的势垒，按照经典力学，     

宇宙探索100问

什么叫量子引力论 量子引力论是将广义相对论与量子理论结合起来的理论,它包括引力场、电磁场和其他所有与基本粒子相关的力场,实际上,量子引力论是把量子场论推广到涉及时空的引力中。量子引力论认为,在小于106厘米的最初宇宙中,引力起支配作用,时空像能量和物质一样,是由颗粒组成的,引力是量子化的,它的量子过程可使时空突然膨胀起来,这样,量子引力论准许时空自发地、没有原因     

量子力学会吞噬相对性吗

正重力与量子物理学之间展开新的一轮比赛。这是最大的问题,也是最小的问题。目前,物理学家有两本独立的规则手册,解释大自然如何运作。广义相对论巧妙地说明了重力及其主导的所有事物:轨道行星,相撞的星系,整个宇宙不断膨胀的动态。这个大。还有量子力学,它应对另外三种力—电磁和两种核力。量子理论非常擅长描述当铀原子衰变或当单个光粒子撞击太阳     

你们的世界太美妙了!——来自西班牙的劫持报告（上）

外星人告诉朱里奥：“你们的世界太美妙了!其生物多样性丰富多彩，没有几个世界可以与之相媲美，至少我们无法说出一个。对我们而言，这是个取之不尽、用之不竭的富矿，有我们急需的各种物质，其中之一是水。非常遗憾的是，你们已经开始了破坏这个世界的行动。而在数百年前，我们也曾经有过相同的经历，相同的遭遇，相同的故事……”     

霍金的理论

霍金的成名始于他对黑洞的研究成果。在结合了广义相对论和量子理论进行研究之后。1974年3月1日,霍金在《自然》上发表论文,阐述了自己的新发现——黑洞是有辐射的。这一发现被认为是多年来理论物理学最重要的进展,他的论文也被称为“物理学史上最深刻的论文之一”。     

苏联透露未来和平号空间站计划

按美国《空间新闻》报道,苏联有关方面计划,自5月20日起在和平号空间站上工作的2名苏联宇航员阿纳托利·阿尔采巴尔斯基与谢尔盖·克里卡廖夫将在至今年年底的6月个内进行8次舱外活动,以完成各种空间维修与保养业务。计划中的舱外活动次数超过了以往的记录。苏联官方在新闻广播中透露了这些舱外活动计划。据一位西方的苏联空间计划分析专家认为,苏联方面所计划的这8次舱外活动显然有3个目的,即: 1.将现安装于晶体舱上的2个巨大的太阳电池翼移到量子1号天文物理学舱,因为和平号复合体上其他太阳翼阻挡了投射到这2个太阳翼上的阳光。 2.更换量子1号舱上对接天线的损坏     

威力强大的量子“矛”和“盾”

正未来的量子计算机与今天的超级计算机,就像大学教授与幼儿园的儿童。"天河二号"需要用100年计算的难题,它只需0.01秒。如果它能操纵1000个量子,也许就可以研究意识是怎么产生的。它是一个超级神偷,足以偷走人类赖以生存的一切。它是一张让信息"无条件"安全的网……尽管神秘、令人琢磨不透的量子力学还迷雾重重,科学家们却已经在开发利用量子世界。     

“墨子号”卫星提前实现全部既定科学目标

<正>日前,中国科学院在京召开新闻发布会,宣布"墨子号"量子科学实验卫星提前并圆满实现全部三大既定科学目标,为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。     

生命：另类的解读方法

表面上看来，量子效应跟生物有．机体似乎风马牛不相及。量子效应通常只在纳米尺度才看得到，还要加上强力真空、超低温，以及严密监控下的实验室环境。生物有机体则居住在宏观尺度的世界，那里温暖、混乱，什么事情都不能控制。像是这种一个系统里每一部分波动模式都保持一致的量子现象，在喧嚣不已的细胞世界里，维持不了百万分之一秒。     

试论智慧生命造访地球的可能性（上）

从物理学上来看，宇宙广袤而浩瀚，只是这样无垠的宇宙究竟有多少个 ?只有一个吗 ?那么我们所生活着的这个宇宙之外还有宇宙吗 ?还有，我们所生活着的这个宇宙到底是什么时候、又是以怎样的方式形成的呢 ?所有的这些依旧还是个谜，裹在它们脸上神秘的面纱到了今天，还是没有被我们揭下。 　　现代科学所理解的宇宙是在大约 200亿年前诞生的，从此一个拥有超大能量的“时空”出现了，接着，它就迅速地膨胀起来，最后，形成了广袤的宇宙。可是，在这里就出现了一个问题，即这个超大能量的时空出现以前是一个什么样子呢 ?它已经超越了我们所能…     

中国科学家成功实现反事实量子通信

正相比传统的通信方式,量子通信以超高的安全性成为未来通信发展的一大方向。与我们熟知的基于纠缠原理的量子通信不同,中国科学家以一种更古怪的形式——反事实通信——实现了量子通信。这种不发送粒子传输量子态的效应也被称作量子芝诺效应。量子芝诺效应发生在不稳定的量子系统被反复测量时。中国科技大学的研究人员成功在不发送任何物理粒子的情况下     

现实不似你所见

正副标题:量子引力之旅出版社:湖南科学技术出版社出品方:博集天卷出版年:2017-11世界的基本组成部分是什么?时间和空间真的存在吗?现实的本质是什么?现象级科普畅销书《七堂极简物理课》的作者、意大利理论物理学家卡洛·罗韦利将在这本书中,以优雅易懂的方式带我们踏上这场探索现实之旅——从德谟克利特到爱因斯坦,从电磁理论的建立到引力波的发现,从经典物理到量子引力,目睹现实的概念如何随时间变迁,探究今天的物理学家如何理解宇宙的结构。