量子量子力学(量子,光子)

虚拟屋 2022-12-19 05:23 编辑:admin 292阅读

1. 量子量子力学

量子不是一个实体

一听量子,很多人会以为它跟电子一样是一个实体。其实,这个理解是错的。

量子这个概念最早由德国物理学家普朗克提出。1900年,普朗克在研究“黑体辐射”的时候,提出一个假说:能量的传输不是连续的,而是“一份一份”的。普朗克把这一份一份的能量称为“能量子”,也被人们称为“量子”

而量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。

2. 量子,光子

相对于传统雷达,量子雷达以电磁场微观量子作为信息载体,发射由少量数目光子组成的探测信号,光子与目标相互作用过程遵循量子电动力学规则,接收端采用光子探测器进行接收,并通过量子系统状态估计与测量技术获取回波信号光子态中的目标信息。

3. 加快量子科技

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4. 量子 概念

量子物理学一般指量子力学。量子力学(Quantum Mechanics),为物理学理论,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

19世纪末,人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统,于是经由物理学家的努力,在20世纪初创立量子力学,解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。

5. 量子力学 光

要学。

光电信息科学与工程专业对学生的数理基础要求较高,学校开设的课程涵盖数理基础、光子学、电子学、计算机科学、机械工程等众多知识。主要专业课程有:工程光学、激光原理与技术、光纤通信及系统、光电子激光实验、光通信实验、光谱学实验、电动力学、量子力学、原子物理、近代物理实验、数学物理方法、电子电路与技术、电子工艺实习、工程制图基础、金属工艺实习、计算机软件技术基础等

6. 凝聚态量子

凝聚态物理(condensed matter physics)是从微观角度出发,研究由大量粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。

凝聚态物理以万物皆成于原子为宗旨,以量子力学为基础研究各种凝聚态,这是一个雄心勃勃的举措。凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓。

7. 量子力学科技

当然是我们的国家-中国好了,因为量子力学研究中国成果最高。

从2019年“九章量子超算系统”取得“量子霸权”以来,中科院的量子计算机几乎能够和全球最先进的科技企业“并驾齐驱”。

虽然在国内量子计算的成果还不能获得所有人的认可,但“九章量子系统”领先绝大部分量子研究机构的成果应该是毋庸置疑的。

8. 量子 粒子

看来这些粒子并不属于同一层次,因此基本粒子一词已成为历史,如今统称之为粒子。应该是粒子最小

9. 量子科学领域

量子技术是基于量子力学原理来结合工程学中的控制论,计算机科学,电子学方法等来实现对量子系统有效控制。开展量子技术的研究一方面将有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题,极大地拓宽量子力学的研究方向,另一方面也有力推动实验室技术向产业化的应用。

在过去的二十年中,量子技术取得了巨大的进步,已从量子物理研究的实验逐步走向跨学科的产业化应用。目前的量子技术大致可以划分为如下四个领域:

a. 量子通信,利用量子态实现信息的编码、传输、处理和解码,特别是利用量子态(单光子态和纠缠态)实现量子密钥的分配;

b. 量子计算,利用多比特系统量子态的叠加性质,设计合理的量子并行算法,并通过合适的物理体系加以实现(通用量子计算);

c. 量子模拟,在通用的量子计算机无法实现的前提下,利用现阶段已经可以很好控制的小规模的量子系统来实现一些在其他系统中难以实现的物理现象演示(专用量子计算);

d. 量子传感和计量,利用量子系统状态对环境的高度敏感性,对我们感兴趣的特定参数进行高灵敏度探测。

当前量子技术应用与早期的量子力学应用(如激光器)不同,它利用叠加、纠缠和压缩等量子特性来获取、处理和传输信息,这种方式处理某些问题的能量远远超过了传统的手段。量子技术的核心优势主要来自量子体系的如下几个特性:

a. 量子叠加性,即一个量子系统的量子态可以处于不同量子态中的叠加状态,从而可以使得量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力;

b. 量子纠缠,是粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象,虽然粒子在空间上可能分开。这种多粒子关联特性可以用于量子加密,远程传态,以及提高量子传感灵敏度;

c. 量子不可克隆,即量子力学中不可能对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制,这从原理上保证了量子通信的绝对安全性;

d. 纳米尺度,量子器件可做到纳米尺度,可使得量子传感器的空间分辨率极大的提高。

10. 最新量子理论

量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。

原子结构

在牛顿力学(或者叫经典力学)体系中,能量的吸收和释放是连续的,物质可以吸收任意大小的能量。后来我们发现,其实能量真实的吸收和释放,只能够以某个的量级(hv)为最小单位,一份一份的吸收和释放,h也就是量子力学里最常用到的普朗克常数,v为电磁频率。由于普朗克常数的数量级很小(10的-34次方数量级),这就导致了牛顿力学在大尺度上和实验符合的很好,但在小尺度上偏差很大。所以薛定谔在普朗克的量子理论(能量一份一份的传递)体系上建立了薛定谔方程,从而开辟了量子力学的伊始。

量子理论的发展与建立

在19世纪末,经典物理学理论已经发展到相当完备的阶段,几个主要部门——力学,热力学和分子运动论,电磁学以及光学,都已经建立了完整的理论体系,在应用上也取得了巨大成果,其主要标志是:物体的机械运动在其速度远小于光速的情况下,严格遵守牛顿力学的规律;电磁现象总结为麦克斯韦方程组;光现象有光的波动理论,最后也归结为麦克斯韦方程组;热现象有热力学和统计物理的理论。

在当时看来,物理学的发展似乎已达到了巅峰,于是,多数物理学家认为物理学的重要定律均已找到,伟大的发现不会再有了,理论已相当完善了,以后的工作无非是在提高实验精度和理论细节上作些补充和修正,使常数测得更精确而已。英国著名物理学家开尔文在一篇瞻望20世纪物理学的文章中,就曾谈到:“在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”

然而,正当物理学界沉浸在满足的欢乐之中的时候,从实验上陆续出现了一系列重大发现,如固体比热、黑体辐射、光电效应、原子结构……

这些新现象都涉及物质内部的微观过程,用已经建立起来的经典理论进行解释显得无能为力。特别是关于黑体辐射的实验规律,运用经典理论得出的瑞利-金斯公式,虽然在低频部分与实验结果符合得比较好,但是随着频率的增加,辐射能量单调地增加,在高频部分趋于无限大,即在紫色一端发散。这一情况被埃伦菲斯特称为“紫外灾难”。对迈克尔逊-莫雷实验所得出的“零结果”更是令人费解,实验结果表明,根本不存在“以太漂移”。这引起了物理学家的震惊,反映出经典物理学面临着严峻的挑战。

这两件事被当时物理学界称为“在物理学晴朗的天空的远处还有两朵小小的,令人不安的乌云”。然而就是这两朵小小的乌云,给物理学带来了一场深刻的革命。