墨子號量子衛星，讓量子糾纏走出實驗室
一提到量子，大家都是一頭霧水，那麼到底什麼是量子呢？
雖然原子、原子核、中子、電子、夸克等等這些粒子與量子一樣都是量子力學的研究範疇，但是這些原子、原子核、中子、電子、夸克等等粒子與量子並不屬於同一個範疇，首先來說，原子、原子核、中子、電子、夸克等等這些粒子是客觀存在的，是一種物質，而量子本身並不是一種實際存在的粒子，而是物理學家們人為定義的一種物理概念。
敲黑板：量子是物理學家們人為定義的一種物理概念。
如果你還不懂的話，再給你打個比方，汽車，火車，飛機這些是交通工具，那麼速度就是個衡量的量。汽車，火車，飛機是實體的東西而速度是變化的，看不到莫不著的。
一、量子是量化的
注意：某些物理量不能連續而只能以某一最小單位的整數倍發生變化，這個最小單位叫做各該量的量子。有時又將與某種場聯繫在一起的粒子叫做這個場的量子，如電磁場的量子就是光子。
就好像我們將地球自轉一圈視為一天，那麼一天就是一個人為定義的物理量，而地球自轉這種運動則是真實存在的。
量子指的是：如果某物理量存在最小的、不能再被分割的基本單位，那麼這個物理量就是量子化的，這個最小的基本單位就是量子，量子來自拉丁語，本意是「有多少」的意思，表示：相當數量的某物質，量子這一概念的提出是量子力學區別於經典力學的首次突破。
如果還不懂，就刪耳光了哦。刪了你幾耳光，這個數值就叫量化！
有人拿它和玄理論放在一起，什麼五維，六維乃至11個維度，我認為那是數學遊戲，任何人不可能走入所謂的「11維度」，拿維度說事哪是玄學。
可能你會說，這有什麼用啊，弄了個量化的抽象名詞，能有什麼意義呢？
這不是抽象名詞，而是實實在在實驗。
二、量子糾纏
在量子力學裡，當幾個粒子在彼此相互作用後，由於各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質，無法單獨描述各個粒子的性質，只能描述整體系統的性質，則稱這現象為量子纏結或量子糾纏（quantum entanglement）。量子糾纏是一種純粹發生於量子系統的現象；在經典力學裡，找不到類似的現象。
這段歷史的從1935年，在普林斯頓高等研究院，愛因斯坦、博士後羅森、研究員波多爾斯基合作完成論文《物理實在的量子力學描述能否被認為是完備的？》，並且將這篇論文發表於5月份的《物理評論》。這是最早探討量子力學理論對於強關聯繫統所做的反直覺預測的一篇論文。在這篇論文裡，他們詳細表述EPR佯謬，試圖借著一個思想實驗來論述量子力學的不完備性質。他們並沒有更進一步研究量子糾纏的特性。
2.1愛恩斯坦的糾纏思想實驗
在糾纏思想實驗中，愛因斯坦本來是想要基於局域性思想之上，表明量子力學存在難以解決的問題：在相隔很遠的兩個不同地方的兩個粒子，不可能有瞬時的超距作用。因為假設超距作用存在，人們心中便無法消除這樣的疑問：當粒子A和粒子B之間的距離很遠時，比如10萬光年，A和B之間的信息如何建立聯繫？直觀看來，這樣的聯繫是不可能的。
除非二者之間有超距瞬時的信號存在。由此，愛因斯坦得出結論：玻爾等人對量子論的概率解釋是站不住腳的。雖然這一思想實驗在玻爾隨後的反擊下，沒有達到愛因斯坦的目的，但它卻引領著人們在這一領域開展更多的研究，為後來科學的發展提供了天才的思路和啟迪。在糾纏思想實驗中，兩個或多個處於分離狀態的粒子由於曾經的相互作用而緊密關聯。
這在愛因斯坦看來是相當荒謬的。不過，後來的科學家們通過實驗驗證，證實了這種「糾纏」現象的存在。惠勒是提出驗證光子糾纏態實驗的第一人。1948年他指出，由正負電子對湮滅後所生成的一對光子應該具有兩個不同的偏振方向。不久後，吳健雄和薩科諾夫成功地實現了這個實驗，證實了惠勒的思想，生成了科學史上第一對互相「糾纏」的光子。
目前，世界上有關「糾纏」實驗的研究已經取得了豐碩的成果，相關研究的最新進展是，2015年美國麻省理工學院和貝爾格勒大學的物理學家開發出了一種新技術，使單個光子成功實現了與3000個原子的糾纏。這就是思想實驗在當代科學前沿中展現出的力量，即使它與愛因斯坦的初衷有所出入。
後來，愛恩斯坦表述到，「我把一枚硬幣從中間分成兩半，讓一個人走出10萬光年，把另一枚硬幣給另一個人，他們都不知道誰拿的是正面還是反面；當另一個人拿出硬幣的時候，同時他就會知道那邊的那個人拿的是哪一面，這就是糾纏。」
愛因斯坦不愧為一位思想實驗大師，他對思想實驗的運用達到了一個時代的巔峰。不斷閃現的思想實驗的光芒，將與相對論一起，長存於人類的記憶之中。
2.2薛丁格的思想實驗
薛丁格的貓的思維實驗，是一個極為怪異的思維認知。這個認知過程就是將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率，如果鐳發生衰變，會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發生衰變，貓就存活。什麼意思呢？貓到底是死還是活，是取決於貓還是裝有氰化物的瓶子呢？原來根據量子力學理論，由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的「薛丁格貓」。但是，不可能存在既死又活的貓，則必須在打開箱子後才知道結果 。該實驗試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題，巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和宏觀的貓聯繫起來，以此求證觀測介入時量子的存在形式。隨著量子物理學的發展，薛丁格的貓還延伸出了平行宇宙等物理問題和哲學爭議。
我們先不說薛丁格的貓能不能延伸平行宇宙，在哲學上就引起了極大的爭議，甚至有人直接說，「薛丁格的貓就是邪惡的貓！」
三、量子糾纏的應用
墨子號量子衛星，為中國人爭氣！
墨子號量子科學實驗衛星（簡稱墨子號），於2016年8月16日1時40分，在酒泉用長徵二號丁運載火箭成功發射升空。此次發射任務的圓滿成功，標誌著我國空間科學研究又邁出重要一步
「墨子號」量子實驗衛星的主要科研任務有三個：
1. 通過量子衛星實現衛星和地面的量子密鑰分發，從而實現廣域的量子保密通信。
2. 「墨子號」還承擔著對量子力學本身的基本原理進行檢驗的實驗任務。
3. 「墨子號」將連接中國和奧地利之間的量子通信網，以證明全球規模的量子通信網絡設想是可行的。
小結：量子力學是目前物理學的前沿，中國的墨子號打破僵局，帥先應用，這說明中國在量子領域已經領先世界了。
但我們還要記住愛恩斯坦的一句話：上帝是不會擲骰子的，愛因斯坦堅信量子領域中詭異現象的背後一定有一種理論、規律可以將它解釋得通，於是愛因斯坦晚年一直在專注於解決這一難題。