「我想我可以有把握地說,沒有人能真正了解量子力學!」
I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.
如果連近代最知名的物理學家理查.費曼 (Richard P. Feynman)都這樣評價量子力學,人們感受到宏大、遙遠以及困難想想也其來有自,但「量子」真的很遙遠、很困難嗎?如果說,你心中對未來的想像有千百種,但每一種都跟量子有關,你相信嗎!?「我們與量子的距離」讓普羅大眾只能無端猜測:「量子感覺是『一顆』材料」、「好像是某種現象或空間」等等,那量子究竟是什麼?
一、量子不是「一粒」東西
從名詞解釋上,量子並非一種特定的粒子或物質,量子是能量與質量的最小單位。從上個世紀聞名於世的偉大科學家們,如普朗克、波耳、 愛因斯坦、德布羅意、薛丁格所提出的理論可以得知,也就是說一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則其物理量是「量子化的」,因此生活中的基本粒子可以被稱為量子,例如:生活中的光的量子(光子)就是特定頻率光的基本能量單位。
二、習慣宏觀,卻忽略微觀
中央研究院盧志遠院士接受採訪時便曾舉例到:
「在微觀的世界中,能量的狀態是不連續的,是由一小塊、一小塊能量所組成的能量,而這個最小且不能分割的能量狀態,就是量子。」
大家共同經歷過國、高中的物理化學教育便已經存在量子的概念,原子、電子、光子這些耳熟能詳的基本粒子都具有量子特性,絕大多數人類的「巨觀思維」會認為所有現象都是「連續的」,自然無法體會「微觀思維」下的細微特徵,對量子概念感到模糊不清也就不斷延續。
三、歡迎來到量子時代!
我們或許還記得這些基本粒子彼此存在著非常強大的引斥力,這正是量子力學領域正在面臨的核心挑戰:「穩定且可控」,過去一百年間科學界的假設與努力受限於技術發展不成熟,無法將理論與概念「實踐」;現代技術快速提升且普及讓量子力學科技應用的機會浮現,量子電腦、量子計算(軟體面)、量子通訊及量子感測成為現在進行式,如何將這些「最小單位」同時運用且保持穩定,將是突破人類科技文明的關鍵!當前最火熱的議題如:AI、區塊鏈、元宇宙都需要建立在量子運算的基礎上,才具有發展的根本動能,在彰顯上述新興議題的時代意義之前,請大家心中先默念一次:歡迎來到量子時代!
“一品文化將陸續推出「量子專題」,讓開創未來最重要的契機,成為讀者們生活最緊密相關的一部分!未來將從專業研究觀點、作者觀點、商業觀點與教育觀點,從科普到深入、從宏觀到微觀,與讀者們相互學習,共同成長!”
文章引用來源:
〈為什麼量子電腦這麼難懂?大概就跟 60 年前要聽懂原子筆一樣難!——專訪旺宏電子盧志遠總經理〉,《科技大觀園》,2021/07/20。
〈量子電腦應用與世界級競賽實務〉,《一品文化出版社》,出版日期:2021/11/30。
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