量子研究最新进展：首次实现高纬度量子隐形传态 量子力学应用范围及五大基本原理

量子研究最新进展：首次实现高纬度量子隐形传态 量子力学应用范围及五大基本原理

近期，国内外学者在国际权威学术期刊《自然·光子学》发表关于量子最新进展学术论文，这也是在国际上首次提出一种新型理论方案，是量子通信领域的一个里程碑。该研究是在窄带和宽带两种微腔上成功实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源，为光学量子计算机超越经典计算机奠定了重要的科学基础。那量子是什么？

可能说了这么多很多朋友也不理解到底是什么?首先我们来了解下量子是什么?

量子：

量子(quantum)是现代物理的重要概念。最早是M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍。后来的研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。

这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。

量子的应用范围有哪些?

1、晶格现象：音子、热传导

2、静电现象：压电效应

3、电导：绝缘体、导体、半导体、电导、能带结构、近藤效应、量子霍尔效应、超导现象

4、磁性：铁磁性

5、低温态：玻色-爱因斯坦凝聚、超流体、费米子凝聚态

6、维效应：量子线、量子点

此外，光学量子信息技术所需要的完美单光子源，要同时满足确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率这4个几乎相互矛盾的严苛条件。从2000年以来，美国加州大学等相继在单光子源研究方向取得进展，但其品质还不能满足实用化需要。

附：

量子力学五大基本原理：

1.描写微观体系状态的数学量是 Hilbert 空间中的矢量，只相差一个复数因子的两个矢量，描写同一个物理状态。

2.(1) 描写微观体系物理量(可观测量)的是 Hilbert 空间内的 Hermitian 算符，如 A ;

(2) 物理量所能取的值 ai 是相应算符 A 的本征值;

(3) 一个任意态 |Ψ> 总可以用 A 的归一化本征态展开如下：

|Ψ> = ∑iCi|ai>

而物理量 A 在 |Ψ> 出现的几率与 |Ci|2 成正比(Born 统计解释)。

3.一个微观粒子在直角坐标下的位置算符 xm 与相应之正则动量算符 pm 有如下对易关系：

[xm,xn] = 0

[pm,pn] = 0

[xm,pn] = ihδmn

而不同粒子间的所有上述算符均可相互对易。

4.在 Schodinger 图景中，微观体系态矢量 |Ψ(t)> 随时间变化的规律由 Schodinger 方程给出：

ih ∂

∂t|Ψ(t)> = H|Ψ(t)>

与此相对应，在 Heisenberg 图景中，一个 Hermitian 算符 AH(t) 的运动规律由 Heisenberg 方程给出(假定AS 不显含时间)：

d

dt AH(t) = 1

ih[ AH,H]

5.一个包含多个全同粒子的体系，在 Hilbert 空间中的态矢量对于任何一对粒子的交换是对称的(交换前后完全不变)或反对称(交换前后相差一个负号)。服从前者的粒子称为玻色子(boson)，服从后者的粒子称为费米子(fermion)。

以上就是为大家整理的关于量子研究最新进展及量子和量子力学基本原理介绍，大家可参考阅读，希望对您有帮助。