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诺奖得主F.Duncan :量子力学带给我们新的可能性

更新:2020-06-29 编辑:三张牌下载 来源:三张牌下载 热度:8661℃

新浪科技讯 8月11日消息, 8月10-12日,世界科技创新论坛在北京会议中心举办,包括Kip Thorne、Thomas J.Sargent、Michael Levitt、朱棣文在内的2020年获得博士学位,他的博士导师安德森也是一个诺贝尔奖获得者,他之前在法国的一个研究所,南加大贝尔实验室和UC工作,从1990年开始,从普林斯顿一直做物理,于2020年获得诺贝尔物理奖。

以下是演讲全文:

非常感谢邀请。前面F.Duncan M.Haldane已经谈到了材料学的具体的应用,下面我想谈一谈理论方面的话题。我所介绍的就是量子力学中的玩具模型。这种玩具模型和真实的材料其实是有很多的联系的。那材料科学家可以通过这种玩具模型来开发出新的材料,让这个材料具备独特的量子特性。

量子力学其实是一个老学科,有着90年的历史了。量子力学的原理在1932年基本上完成了,到今天基础原理没有发生太多的变化,量子力学的原理都经过验证证明是正确的,但是既然知道量子力学的原理,也不意味着我们了解量子力学的所有现象。比如说麦克斯威尔在1864年完成了电磁力学的公式,但是电磁的应用在多年之后才问世。

比如说过去几十年,我们知道有一些光镁的晶体就使用了这种电磁定律。当时英国的首相格拉斯顿问说:你发明了这个有什么作用?麦克斯威尔说:我也不知道,但是未来可以通过电磁定律给政府带来税收。在80年代我们对量子力学有着越来越多新的了解,尤其是对凝聚物物有了越来越多更深的了解。我们发现一些凝聚物的具备,我们之前没有预料到的拓扑态,这是很多人没有想到的。因为当时认为有了充分的理解,但是发现有一些意想不到的事情出现。

之前50年代由费曼研究量子信息理论,之后有一些不同的动态的差异,包括凝聚物质、原子、物理学等等都影响到了量子力学,所以很多人说在量子力学面临第二场革命。我们现在有能力对物质的量子态进行精密的控制和调整。这样一来也可以让我们开发出新的处理信息技术。我对于这表述还是有一点点怀疑,因为我们不知道未来量子方面的进展有多快,因为现在仍然没有真正制作出运用量子力学的这种高级的设备。

我想讲的一个关键的要素就是随着量子力学的深入了解,新的材料将给我们带来新的可能性。我们也会在这样一个基础上产生新的技术。在这个过程中肯定会出现意想不到的研究结果出现。一般来说,我们讲到bit要么就是开要么就是关,你也可以把它当成大量的自旋,要么是向上要么是向下,但是量子信息对于信息的状态不一样。一个自旋的我们叫做q-bit,是可以在部落后球面中指向任何一个方向。不像传统的只有开和关、上和下,这是量子力学的信息储存的基础理论完全不同。

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