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18次量子粒子在2018年引起了我们的注意

令人振奋的科学

(图片来源:NASA)

小世界今年起了一些大事。从奇怪的薛定ding的猫的情况到水的奥秘,再到南极冰上飞扬的似乎不可能的粒子,粒子物理学证明了宇宙中有许多未知的事物可供我们探索。这是2018年最令人震惊的18个量子力学和高能粒子物理学故事。

量子数据比以往任何时候都更密集

量子纠缠的插图。

(图片来源:马克·加里克/科学照相馆/盖蒂)

要建造量子计算机,科学家将必须首先弄清楚如何操纵和有效存储带有量子物体的信息。在2018年研究人员在这项工作中达到了一个里程碑,将18量子比特的量子信息打包到仅六个光子中,新的记录。

温度计去了薛定ding

薛定inger的猫

图片来源:Shutterstock)

在我们的世界中,温度只是一回事。如果冰柜的温度足以结冰,则放入其中的所有水都应冻结。但是量子力学允许物体在多个状态之间存在不确定性,从某种意义上说,它可以同时存在多个物体—就像薛定ding的猫在他的思想实验中既活着又死了。和 在2018年,我们了解到这也适用于温度。从特定的角度来看,量子对象可以同时是热的和冷的。

迷失了时间

图片来源:Shutterstock)

时间应该沿一个方向流动,遵循因果关系为其设定的路径。保龄球滚滚而下,撞到别针上,使别针掉下。销钉掉落不会导致保龄球滚下车道并向其击打。但是在量子领域,事情变得更加模糊。 2018年的一组科学家发送了一个光子,该光子应该沿着路径A然后路径B或路径B然后路径A沿光子移动。 多亏了量子物体的松散-鹅毛状方式,光子才't先走一条路。它跟着他们两个走,没有麻烦去接订单。

量子物理学迫使我们重新评估生活

图片来源:Shutterstock)

从理论上讲,量子物理学应适用于任何大小的物体。但是许多研究人员认为,生命可能太复杂了,以至于无法出现任何有意义的量子效应。但是,2016年进行的一项实验似乎表明细菌以非常有限的微妙方式与光机械地相互作用。在2018年,另一组研究人员回头查看了该实验,发现可能正在进行更深入,更陌生的事情, 迫使我们重新评估生命和量子世界.

一个很小的哑铃旋转得非常快

(图片来源:李同仓/普渡大学)

有时候,当您有一个新玩具时,就必须将它拿出来旋转一下。这就是科学家今年对二氧化硅纳米球所做的工作,这种纳米球长0.000012英寸(320纳米),宽约0.000007英寸(170海里)。使用激光,他们 将那些哑铃炸毁,使其旋转速度达到每分钟600亿旋转.

水揭示了它的杰基尔和海德

图片来源:Shutterstock)

其实不只是一种水分子, 量子 -今年的物理实验。相反,有两个。两者都由两个氢原子组成,氢原子从一个大的氧原子H2O伸出。但是在一种被称为“原水”的水中,这些氢原子具有指向同一方向的量子“自旋”。在另一种称为“原水”的水中,这些旋转指向相反的方向。

爱因斯坦再次被证明是正确的

爱因斯坦的肖像

(图片来源:美国国会图书馆)

一队瑞士科学家 对量子力学中最奇怪的悖论之一进行了大规模测试,是爱因斯坦(Albert Einstein)怀疑地将其称为“远距离的怪异行为”的举动的一个很好的例子。他们使用了将近600个原子的过冷团块,证明了纠缠即使在非常大的(量子力学上说)的尺度下也仍然有效。

纠缠了20个量子位

量子计算机图像

(图片来源:IQOQI因斯布鲁克/哈拉尔德·里奇)

量子位是量子计算机中信息的基本单位,要使量子计算机正常工作,就需要使它们相互纠缠。 在2018年,一项实验成功纠缠了20 量子比特 在一起,使他们彼此交谈,然后回读它们包含的信息。结果是一种用于量子计算机系统的短期存储器原型。

量子雷达越来越接近成为现实

这款隐形轰炸机B-2 Spirit在美国空军火力演示中投下500磅炸弹

(图片来源:Ethan Miller / Getty)

军事雷达的工作原理是将无线电波从天上飞来的物体弹起。但是在地球磁北极附近的区域中,这些信号可能会被打乱。还有一些隐形飞机,旨在避免雷达波从源头反弹回来。 2018年,加拿大在量子雷达上取得了进展,该量子雷达将光子与其他远处的光子纠缠在一起后,会将入射的光子从入射飞机上反射回来。量子雷达系统将 研究 底部的光子 看他们是否纠缠了 rtners 被...篡改 quantum technologies.

量子随机性变得更加民主

随机迪斯科灯

图片来源:Shutterstock)

随机性对于网络安全极为重要。但是令人惊讶的是,很难从物理上预测到真正的随机性。量子领域是世界上为数不多的几个来源之一,我们大多数人都无法进入。但 在2018年发生了变化 科学家们 创建了一个在线 随机性 " 信标 " —任何人都可以访问的随机数字字符串的公共来源。从那以后,它们使该来源变得更加复杂和有用,并且很快就会有更多的公共随机来源出现。