在牛顿经典定律里,时间是特殊的。独立于研究对象之外的“宇宙时钟”记录着每一个瞬间。而在广义相对论中,这一假设不再成立。爱因斯坦认为时间并非绝对的——即不存在这样一块“宇宙时钟”,并用他的方程解释了引力在其中所起的作用。他的引力定律指出,无论用何种计时器测量,得到的结果都将一样。
不过,在物理学的其他领域,尤其是在量子力学中,时钟的选择仍然很关键。在1926年薛定谔提出的波动方程中,它扮演了重要角色。该方程展示了如何将亚原子微粒类比为一束波,无论该微粒是独自运动还是绕着原子旋转。一个波簇可以在空间上从一点运动到另一点,同时在时间上从一个瞬间过渡到另一个瞬间。
从量子力学的角度来看,能量和物质都可以被分割为离散的部分——即量子,它的运动是跳跃而模糊的,处在剧烈的波动中。不像火箭的轨道,这些粒子的行为无法准确计算。利用薛定谔波动方程,仅仅能得到某一粒子,或者说某一波簇到达一个确切位置和速度的可能性。这与经典物理学描述的世界截然不同,以至于爱因斯坦都抱怨这种不确定性。他断不能相信上帝会和世界玩骰子。
你也许会说量子力学为物理学引入了一种混沌:当精确得知某物的位置时,相应地,测得的速度将不准确;反过来,在速度精确可知的情况下位置又是模糊的。海森堡很好地总结了这种独特的现象,即著名的“不确定性原理”。但所有的这些不确定行为都发生在一个确定的“舞台”上,即空间和时间均确定。事实上始终需要有一块可靠的时钟,来记录发生的一切以便物理学家们描述系统变化的机制。至少这是目前量子力学方程建立的方式。
这也是问题的症结所在。物理学家要怎样将引力定律合并起来呢?即如何在量子力学定义的亚原子规则中,无需特定的时钟前提,也能很好地吻合牛顿时间框架?
新华社合肥9月28日电(记者徐海涛)记者从合肥工业大学获悉,近期该校科研人员与中国科学技术大学、广东省科学院合作,首次成功将石墨相氮化碳应用于下一代量子点显示技术,并成功制备了新型量子点显示器件
白宫量子计算峰会 白宫量子计算峰会。白宫将于周一召开峰会,讨论美国政府在推动量子信息科学方面的努力。美国政府官员、Alphabet、IBM、摩根大通等相关行业大佬和多位学术专家将与会。
原标题:美媒:中国量子计算世界领先美国正在迎头追赶2018年5月15日,在上海交通大学实验室内,中国科学家团队展示通过“飞秒激光直写”技术制备光量子计算芯片的过程。