提到量子,相信大部分人會覺得它是一個神秘的存在,距離我們普通人的生活十分遙遠,普通人對量子的了解也許僅僅限於幾個技術名詞,如量子電視、量子衛星、量子計算機和量子通訊等。其實量子的家族成員還遠不止於此,然而量子的存在究竟意味著什麼,它是如何為人類服務,它又將怎樣影響著我們的日常生活呢?
量子看似神秘,實則不然,那麼它究竟是什麼呢
物理學對於量子是這樣定義的「一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最小單位稱為量子」,這裡面包含兩個限制性條件。首先,量子的對象是物理量,可以是力,可以是電,也可以是光,這是我們所熟悉的;其次這個物理量存在最小的且不可分割的單位,簡言之就是組成這個物理量的最小單位。
所以說許多物理量都是可以量子化的。當這個物理量是力,對應的量子稱之為力的量子,物理量是電,稱之為電的量子,物理量為光,則叫做光量子,進而產生與之對應的量子力學、量子光學等專門研究物理量子化的學科。當物理量被分割成最小單位時,就具備了整體所沒有的一些特殊性能,科學家們利用這些「特異功能」去開發各種前沿科技,在科學界掀起了「量子風暴」。
量子技術是對傳統技術的革新,部分領域已小試牛刀
量子技術的應用已經十分廣泛,有與我們生活息息相關的,也有許多不為人知的。量子電視QLED相信大家都在宣傳廣告中看到過,其全稱是量子點電視,是利用肉眼看不到的,已經達到納米級別的無機晶體,利用這些量子點材料去構成相應的像素點,不僅可以提高像素密度,還可以使屏幕出光色彩更加純淨,無任何摻雜;同時搭載量子點背光源的使用,可最大程度地還原圖像色彩。
量子通訊技術也將是對我們生活產生巨大影響的技術之一。量子通訊是指利用量子力學的原理,實現對寄存在量子點上的數據信息進行操控的一種通信形式,它可以實現兩個地點之間的信息傳送與接收,比傳統通訊速度更快,由於信息加載於量子點之上,所以可以完成經典通信所不能完成的任務,尤其具有較好的密鑰保密功能。我國的第一顆量子衛星墨子號就是量子通訊的實際運用,已經開始為人們服務。
此外,量子技術還應用於製造超高精度的量子鍾以用於尖端領域的計時;運用於可以穿透濃霧和牆壁的量子成像技術,為氣象預報服務;運用於可以監測極微弱光電磁效應的傳感器,運用於超大計算量的量子計算機以及人體醫療的量子植入等領域,未來還將應用於更多領域。
目前已經應用的量子技術,如量子通訊等,還都處於研究測試階段,科學家們對其理論的研究取得了階段性的成果,所以需要在某些產品或者說應用場景上進行實用性的測試,以積累更多的數據為進一步研究提供依據。量子技術的神秘之處在於它不為人知的一面,也在於它的諸多不性,而科技就是如此,因它的無窮魅力而引人遐想和嚮往,難道不是嗎?讓我們在追夢科學的海洋裡揚帆遠航!