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量子都能减肥了?你就吹吧!

科普小知识2022-03-27 06:43:47
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在过去的两年里,我国的量子科学研究取得了良好的成果。我国研制的世界上第一颗量子科学实验卫星墨子已经成功发射。中国科技大学的潘剑伟和彭承志领导的团队利用墨子成功实现了1000公里范围内的双向量子纠缠分布。在此基础上,实现了在空间尺度上严格满足“爱因斯坦局域性条件”的量子力学非局域性检验。

此外,我们与奥地利成功实现了世界上第一次洲际量子保密通信,并在1400公里的外层空间实现了第一次远程星地双向量子通信。

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在量子计算的舞台上,中国科技大学潘剑伟团队的突破更加引人注目。他们开发了世界上第一个用于多光子玻色采样的单光子量子模拟器,它超越了早期的经典计算机。今年元旦,这一突破性成果成为中国科技大学继去年“墨子”飞上太空后的又一项科技创新成果,再次被列入大的新年贺词。

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随着这些科学研究成果在各大媒体上的频繁报道,“量子”这个与我们的日常生活有些距离的概念,已经逐渐成为人们熟悉的“网络红人”,自然也就有了大量的商家和制造商的“热点”。

这并不意味着现在市场上有各种与“量子”相关的“高科技产品”,各种与“量子”相关的新概念层出不穷——从具体的量子能量水、量子鞋垫、量子袜子、量子空气净化器,到抽象的量子医学、量子保健、量子能量植入,听起来都够神秘的了。

那么,这些“量子+”概念产品中哪些是真实的,哪些是大骗局?今天,让我们认真学习如何练习一双“金眼睛”。

“量子+”的概念是奶牛制造的产品吗?

院尔找到了一堆很酷的“量子鞋垫”和“量子+”宣传页,如“量子能量水”,并兴高采烈地让研究量子的物理学家查阅这些产品的原理。没有想到的是,所有的科学家看起来都很困惑,礼貌地微笑着说:“哈哈,这些名词从来没听过。”

尔在院子里,不甘心,拿出广告交给科学家:“看,他在这里有一个解释。量子水处理技术是一种通过量子信息和能量注入来优化和活化水的水处理方法……”科学家微笑着说:“这不仅仅是科学术语的集合,而是一个科学原理。”否则,我说我们的宇宙来自钛合金α中微子能量流攻击,你相信吗?例如,我声称发明了阿姆斯特朗回旋喷射阿姆斯特朗枪。你相信吗?"

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“你们所有的科学家都这么淘气吗?”

然而,淘气的科学家耐心地解释了量子原理。

量子无处不在,但不是万能的。

的确,量子是物质最基本的单位,也是我们人类理解世界的一种方式。

1900年以前,人们认为物质和能量是不断变化的。然而,随着新的实验现象的出现,人们开始重新审视过去固有的概念,物理学基础理论的革命风暴开始了。1900年,为了解决黑体辐射问题,物理学家普朗克提出了“最小能量单位”的假设,并将其命名为“量子”,这一假设一直沿用至今。在微观世界中,物质和能量的基本单位叫做量子,比如光子,光的基本能量单位。

随着量子物理学的发展和实验能力的提高,物理学家现在可以在实验室里独立操纵微观世界中的基本粒子。有趣的是,一个量子可以同时处于多种状态,这在学术界被称为“相干叠加”。例如,光子可以出现在北京和纽约。更令人困惑的是,多个量子仍然可以纠缠在一起,而且它们可以保持某种超时间相关性。爱因斯坦称这种现象为“遥远地方之间奇怪的相互作用”

正是由于量子世界的这些神奇特性,量子物理学像一个神秘的吉普赛女人一样,吸引了大量科学家和普通人的注意。虽然她给人们带来了无尽的困惑,但她也让无数的人接近她,了解她一生。

科学家每天都在处理“量子”。通过他们的努力,量子原理带来的新技术可以突破过去技术的瓶颈,给我们带来新的惊喜。它已经成为信息、材料、能源、生活等领域技术创新的源泉。

干货:量子应用在哪里

那么,量子被应用于什么?

首先,大家都熟悉的是量子通信。

我们的“墨子”量子通信卫星是这方面最杰出的成就。我们利用单光子的不可分割性和量子态的不可分割性,从原理上保证了信息不被窃听和破解,从而从根本上保证了通信的无条件安全性。

第二个方面是量子计算。

量子计算是利用量子力学的原理,如量子叠加和量子纠缠,计算数据和信息的一种全新方法。在大数据时代,对计算能力的需求日益增长,但目前人类拥有的计算能力仍然十分有限。在量子计算中,量子位可以同时处于0和1的叠加态。因此,随着可操纵粒子数量的增加,量子计算能力与经典计算相比有指数级的加速:在处理具体问题时,最快的天河二号超级计算机在中小规模(约50位)的情况下可以被击败。如果量子计算机操纵100个粒子,对特定问题的处理能力将达到目前世界总计算能力的100万倍。

第三个方面是量子精度测量。

量子精密测量可以突破重力、时间和位置等物理测量的经典限制,大大提高卫星定位、潜艇导航、医学检测和引力波检测的测量精度。例如,在潜艇导航中,使用量子精密测量技术,导航100天后定位误差小于1公里,不需要通过浮动定期进行卫星校正,有利于长期等待。

上述量子信息的研究仍处于基础研究阶段,只是量子通信正缓慢地向国防、金融和其他应用领域发展。

放大:“量子产品”的鉴别方法

说到这里,每个人都必须感到所有这些量子应用都是基于量子力学的基本原理(如叠加和纠缠)。经过科学家团队十多年甚至几十年的努力,光是随便编造一个概念是不够的。

作为比较,我们发现了一些声称在市场上使用量子技术的产品和概念。请找他们的毛病。

量子水-水通过在载体与水接触后释放量子信息和能量而在量子水平上得到优化。

量子能量袜——量子注入后的量子袜可以释放能量波、远红外线、负离子和其他有益物质。能量波可以使人类分子处于更高的振动状态。

量子共振移植技术——基于量子纠缠和晶体共振理论,量子农业灌溉器和土壤调理剂是根据原子和分子共振原理,在母体元素高频能量波三大特性的指导下发展起来的。

量子医学——一门基于电磁辐射与人类、动物和植物世界相互作用的全新学科。通过测量和分析生物体释放的振动频率(即弱磁场波动能量)进行诊断和治疗的药物也称为波动药物。

上面哪个量子产品是真的?

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是的,你已经猜到了,

都是假的。

这些产品有什么共同点?

也就是说,这些名词的堆积是不合逻辑的,没有科学文献的支持,也没有任何实验数据可以证明这种效果。各种各样的“科学术语”已经疯狂地堆积起来了。什么共振、能量、普朗克、爱因斯坦,它们是多么神秘和多么聪明,一个接一个,但概念和结果之间没有对应关系。这无非是商人名词嫁接能力的竞争。

例如,所谓的“量子共振信息水”声称“宇宙中有一个量子‘精神力场’。人体的每个器官都有自己的共振频率。在体内“精神力场”紊乱后,共振频率将偏离正常,从而导致疾病。量子共振信息水可以记忆人体在水中的有益信息频率,去除水中的有害信息频率。饮用这种水后,水中记忆的人体有益的正常信息将与人体波共振,正常信息频率将迅速到达人体的每个细胞,从而纠正人体的错误信息频率,使细胞充满活力。”

其中,共振、量子信息和场的确是科学概念,但突然将它们嫁接在一起,真的是一个笑柄。这里有什么数学形式来描述所谓的“灵力场”吗?什么是人体的所谓有益频率?没有任何科学文献给出这些奇怪的概念,它们都是由企业编造的。至于量子共振信息对水处理的影响,就更不得而知了。

事实上,我们科学中的“量子信息技术”指的是一种新的革命性技术,它利用量子力学的原理来处理信息和数据,例如我们之前介绍的量子通信、量子计算和量子精度测量。然而,这些制造商显然在错误的地方使用了这些名词,并编造和混淆了公众。

另一方面,无论是科学背景、资源投入、实验建设、人才培养、量子研究都是一个很高的门槛。因为量子系统非常脆弱,研究量子实验和相关技术的条件非常严格。量子控制是在单个量子的水平上进行的(例如,控制单个原子、离子、电子和光子)。这些物质和能量的基本单位非常小。以单个原子为例,它的大小只有10^-10m.如果要在实验中进行控制,需要非常高的真空环境和昂贵的激光冷却系统来降低原子的热运动,然后才能进行控制。

例如,量子计算机,为了保护量子比特的相干性,经常需要一个封闭的、真空的、极低温度的、与外部电磁干扰系统隔离的、这种世界上许多国家实验室无法达到的苛刻条件,哪家袜子制造商能拥有?

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另一个例子是我们都关心的墨子量子卫星,它是在我国日益强大的综合国力的基础上成功发射的。即使是欧洲和美国的大国也羡慕这种在资源、人力和技术方面的巨大投资。一个鲜为人知的私营企业能负担得起吗?对此,中国科技大学教授、墨子量子科学实验卫星科学应用系统总工程师彭承志曾在微博上警告投资机构:“如果你有资本管理计划或金融产品,请投资一家前途光明的量子公司,门槛不高,几百万甚至几十万都可以进来。请小心,你可能会遇到一个骗子而不是量子。”

实验室里的科学家,无论是院士、教授,还是年轻的医生和博士后,都在量子领域接受了多年的专业培训。在量子世界里,他们的旅程是星星的海洋,暂时他们不会在意袜子、鞋垫和矿泉水。

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事实上,判断量子产品的真实性有一个特别简单的原则。也就是说,目前对量子技术的研究主要集中在量子通信、量子计算机和量子精密探测上,暂时还没有涉及到日常生活用品。

因此,看到所谓的“量子+生命”产品,都是骗子!这些嫁接和推测的概念没有科学依据。不要期望使用任何产品都能长寿健康。做一名代理人,一夜暴富。不要那么贪婪,更加努力地工作。识别完成!