Google首頁今(14)日為了慶祝「世界量子日」,特別在Doodle塗鴉換上「疊加態」的概念,成為量子運算可能的基礎原理之一。在量子力學裡有個非常有名的思想實驗就是「薛丁格的貓」,在台劇《不夠善良的我們》,就隱藏著「薛丁格的貓」的概念,意味著「未觀測之前,不是單一答案,所有可能性都同時存在。」
▲請ChatGPT透過「薛丁格的貓」的概念製作一張示意圖,意味著未觀測之前,不是單一答案,所有可能性都同時存在。(圖/AI製圖) Google首頁換上「世界量子日」主題塗鴉,把Google字樣中的兩個「o」設計成布洛赫球Bloch sphere,說明量子電腦中的量子位元qubit,不像傳統電腦位元只能是0或1,而是可以處於兩種狀態的疊加,可能同時存在多種可能性。這種特性也被視為量子運算之所以有機會處理特定複雜問題的重要基礎。
世界量子日是什麼?
根據世界量子日官方網站,世界量子日(World Quantum Day)是由來自65個以上國家的量子科學家共同發起的全球倡議,固定於每年4月14日舉行。這項活動採去中心化、由下而上的方式推動,提升社會大眾對量子科學與量子技術的理解。
為什麼訂在4月14日?
至於為什麼是4月14日,答案就藏在量子物理最重要的基本常數之一,普朗克常數。世界量子日官方說明指出,4月14日的「4.14」,對應的正是普朗克常數以電子伏特秒表示時的前幾位數4.1356677×10⁻¹⁵eV·s,普朗克常數是量子物理的基礎常數,關係到能量量子化與微觀世界的運作方式,因此選定這一天作為世界量子日,象徵量子科學的核心精神。
「薛丁格的貓」疊加態思想實驗
看不懂量子學的解釋的話,可以來看看偶像劇的運用。去年爆台劇《不夠善良的我們》,有一幕是許瑋甯在一間名為「薛丁格的貓」餐廳門口讀著:「是答案在前方等待著我們?還是我們的意識選擇了我們存在的宇宙?」可以來解釋「疊加態」的概念。
在量子開放學院網站上有解釋,「薛丁格的貓」是著名的思想實驗,在這個想像實驗裡, 將一隻貓和毒氣瓶放入一個密封的箱子中,箱子中有一個偵測器,如果偵測器接收到衰變粒子,毒氣瓶就會被打破,並釋放毒氣導致貓死亡,反之,若沒有接收到衰變粒子,貓將會存活下來。我們尚未觀察箱子內結果前,貓正處於一個疊加態,然而一旦我們打開箱子觀察時,疊加態就會消失,只能看見兩種結果:活的貓或是死的貓。
實際運用:薛丁格的戀愛、量子電腦
「薛丁格的貓」可以延伸解釋現實世界很多事,在未確認前,答案不一定只有一種,可以用來解釋,感情未定狀態的薛丁格的戀愛,或是股票還沒賣掉的薛丁格的股票。近年來,量子力學的理論被運用在許多地方上,包含被譽為「下個世代運算工具」的量子電腦Quantum computer,量子電腦的技術主要涉及三個概念「量子疊加 」、「量子糾纏」與「量子干涉 」相較於傳統電腦,量子電腦可在短時間內處理極大量的資訊。
▲有外媒預估下一波科技浪潮,量子運算可望成為新寵兒,並點名美國公司IonQ有機會成為「下一個輝達」。量子電腦示意圖。(圖/美聯社/達志影像)
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世界量子日是什麼?
根據世界量子日官方網站,世界量子日(World Quantum Day)是由來自65個以上國家的量子科學家共同發起的全球倡議,固定於每年4月14日舉行。這項活動採去中心化、由下而上的方式推動,提升社會大眾對量子科學與量子技術的理解。
為什麼訂在4月14日?
至於為什麼是4月14日,答案就藏在量子物理最重要的基本常數之一,普朗克常數。世界量子日官方說明指出,4月14日的「4.14」,對應的正是普朗克常數以電子伏特秒表示時的前幾位數4.1356677×10⁻¹⁵eV·s,普朗克常數是量子物理的基礎常數,關係到能量量子化與微觀世界的運作方式,因此選定這一天作為世界量子日,象徵量子科學的核心精神。
「薛丁格的貓」疊加態思想實驗
看不懂量子學的解釋的話,可以來看看偶像劇的運用。去年爆台劇《不夠善良的我們》,有一幕是許瑋甯在一間名為「薛丁格的貓」餐廳門口讀著:「是答案在前方等待著我們?還是我們的意識選擇了我們存在的宇宙?」可以來解釋「疊加態」的概念。
在量子開放學院網站上有解釋,「薛丁格的貓」是著名的思想實驗,在這個想像實驗裡, 將一隻貓和毒氣瓶放入一個密封的箱子中,箱子中有一個偵測器,如果偵測器接收到衰變粒子,毒氣瓶就會被打破,並釋放毒氣導致貓死亡,反之,若沒有接收到衰變粒子,貓將會存活下來。我們尚未觀察箱子內結果前,貓正處於一個疊加態,然而一旦我們打開箱子觀察時,疊加態就會消失,只能看見兩種結果:活的貓或是死的貓。
實際運用:薛丁格的戀愛、量子電腦
「薛丁格的貓」可以延伸解釋現實世界很多事,在未確認前,答案不一定只有一種,可以用來解釋,感情未定狀態的薛丁格的戀愛,或是股票還沒賣掉的薛丁格的股票。近年來,量子力學的理論被運用在許多地方上,包含被譽為「下個世代運算工具」的量子電腦Quantum computer,量子電腦的技術主要涉及三個概念「量子疊加 」、「量子糾纏」與「量子干涉 」相較於傳統電腦,量子電腦可在短時間內處理極大量的資訊。