写于 2018-11-21 08:13:00| 无需申请自动送彩金| 经济指标
你可能听说今年的诺贝尔物理学奖授予了Serge Haroche(来自法兰西学院)和David J. Wineland(来自美国国家标准与技术研究院),以获得开创性的实验方法,可用于测量和操纵个别量子系统“。您可能也想知道这意味着什么。所以让我解释一下。当我还是一名学生 - 而且不久之前 - 我的量子力学讲师曾经强调她认为这是一个重要的概念和技术观点。你可以观察一个经典的粒子 - 比如一个网球 - 只需一次尝试即可追踪它的轨迹。 (没有必要让德约科维奇或纳达尔重复同样的发球一百万次,以说服裁判他们已经获得了一张王牌)。但是,如果你看一个量子粒子,情况并非如此。想象一下“网球量子游戏”,用电子(带负电的粒子)代替球。玩这个游戏的唯一方法是建造一百万个相同的网球场,同一两个球员有一百万个克隆,以同样的方式击中他们的电子。要找到胜利者,您需要计算百万法院的平均分数。如果你试着仔细观察一个“量子法庭”上发生的事情,游戏就结束了!这种量子力学观点基本上表明,没有必要考虑单个量子系统 - 只有集合才能给出有意义的结果。 Haroche和Wineland被诺贝尔奖委员会认可为改变这一观点的开创性贡献。 Haroche在巴黎的小组已经证明,可以观察和操纵单个光子,即单个光量子。通过构建一个“光学腔”(彼此面对的两个镜子),他们能够计算出存在多少光子,然后播放量子世界中允许的所有特殊游戏,例如创建零和一个光子的“叠加”,或观看不同数字之间的“量子跳跃”。注意新颖性:那是一个腔,包含一个光子(或几个,或叠加)。观察光子的技术依赖于通过腔体发送原子流。美国国家标准与技术研究院(NIST)的Wineland小组开创了控制电磁“陷阱”中单个原子的技术。从某种意义上说,这是对Haroche的补充实验。在这里,他们观察了一个或几个原子的量子态,并用一束光来探测它。 Wineland及其团队研究的原子非常重要的特性是它们可以很容易地相互作用。量子信息可以在每个原子的内能态中编码,量子计算可以通过控制它们的相互作用来进行。 Wineland的工作也为我们提供了迄今为止已知的一些最精确的原子钟。如今已经观察到许多其他类型的单个量子系统,包括诸如超导电路和机械振荡器的宏观量子系统,或诸如硅芯片中的电子和钻石中的色心的简单量子系统。从量子计算到计量学,再到量子理论的基础,这一研究领域是一个激动人心的应用场所。 Haroche和Wineland因为教我们如何用一个球场和一个球来进行网球量子游戏而被授予诺贝尔物理学奖。