親子觀星會

 两个光子纠缠

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量子位元
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肉眼可见的量子纠缠
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 第二次的量子革命 ?
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中國科學家產生十光子纠缠
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  光子在三维空间发生量子纠缠

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離子糾纏會是量子計算機的未來嗎
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Star trek 量子隱形傳輸將有可能能使用在人類身上 ????


http://blog.speculist.com/scenarios/teleportation-in-the-news.html
(http://blog.speculist.com/wp-content/uploads/2012/03/teleportation_0129.jpeg)


量子傳送將有可能能使用在人類身上

測試的細節可能會讓星艦迷們看得頭昏眼花，簡單地說，荷蘭台夫特科技大學成功地在電子之間百分之百準備的傳送了量子資料。雖然目前只能在 10 英呎範圍內以粒子狀態下傳輸，但這仍是一項重要且巨大的突破。

計畫主持人 Ronald Hanson 教授表示，「如果你相信人類是由原子以一定的形式串連組合而成，理論上來說，我們就有可能可以從一個地方傳送到另一個地方。」Hanson 教授也補充，「在實作上仍有極大的困難，但說它完全不可能是很危險的，我還不能做出結論，因為目前還沒有物理基礎定律可以證明它。」

這項發現直接挑戰了愛因斯坦的量子糾纏定律，在量子力學中，兩個粒子在經過短暫時間彼此耦合之後，單獨攪擾其中任意一個粒子，會不可避免地影響到另外一個粒子的性質，儘管兩個粒子之間可能相隔很長一段距離。而荷蘭的這個團隊只是眾多企圖駕馭這個定律的團隊之一。

根據 Hanson 教授所說，任何「星艦式」的傳送裝置都是很久以後的未來的事，不過這項技術將可能被運用在現在的網路傳輸技術上，讓網路傳輸速度翻倍成長，同時也更能保障資料傳輸的安全性。「目前最接近的應用是在安全通訊領域上，你可透過量子糾纏定律做為傳輸資料時的頻道，任何你想傳送的資料將安全的抵達另一端，沒有人可以從中擷取你的資料，理論上來說這是百分之百安全的。」

目前團隊的下一步計畫在更長的距離下重現實驗結果，下次實驗預定在今年 7 月開始。Live long and prosper.

圖片來源：Startrekmovie.com

資料來源：DIGITAL TRENDS

本文轉載自 TechNews 科技新報

http://www.ibtimes.com/could-star-trek-transporter-be-real-quantum-teleportation-possible-scientists-say-1592171
 Quantum Teleportation Is Possible

http://www.cnet.com/news/star-trek-style-teleportation-should-be-possible-says-quantum-researcher/

真的可能嗎????

量子隱形傳態 quantum teleportation
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_teleportation
量子隱形傳態（quantum teleportation），又稱量子隱形傳輸、量子隱形傳送，是一種利用分散量子纏結與一些物理訊息（physical information）的轉換來傳送量子態至任意距離的位置的技術。量子遙傳並不會傳送任何物質或能量。這樣的技術在量子信息與量子計算上相當有幫助。然而，這方式無法傳遞傳統的資訊，因此無法使用在超光速的通訊上面。量子遙傳與一般所說的瞬間移動沒有關係–量子遙傳無法傳遞系統本身，也無法用來安排分子以在另一端組成物體。

以前的資訊
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=35&topic=8121.0

http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=38&topic=17967.0


 愛因斯坦錯了？實驗證明量子糾纏現象的確存在
http://trad.ibtimes.com.cn/articles/46513/20151026/200916.htm

http://www.cnbeta.com/articles/433221.htm

光子瞬间传送距离达100公里

量子传输是一种全新通信方式，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，是未来量子通信网络的核心要素。利用量子纠缠技术。据外媒报道，量子隐态传输实验目前已经取得了一些突破,美国科学家在长达102公里（63英里）距离的光纤上实现了光子瞬间隐态传输实验,这项研究可能会开启量子网络时代。

研究人员强调指出这项实验从根本上不同于《星际迷航》中的传送装置，当前这种瞬间传送装置是转变物质成为信号进行传输，之后在其它位置再将信号还原成为物质形态。项目中一位来自美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）的科研人员Marty Stevens称，“虽然仅有1%的光子通过量子隐态传输达到了100公里的距离，”但研究结果仍然令人振奋，能够实现如此远距离的量子隐态传输还是首次，达到之前记录的4倍距离。

(http://static.cnbetacdn.com/thumb/article/2015/0924/2ab530284363930.jpg_600x600.jpg)

荷兰科学家证实量子纠缠：物质远隔万里却相互作用

http://www.cnbeta.com/articles/441845.htm

他说，量子论必须承认“幽灵般的远程效应”，他也拒绝接受“宇宙可以表现得如此奇怪，如此明显地随机”这一概念。

互相分离的粒子可以被完全“纠缠”，其结果是，无论两个粒子之间的距离是多少，测量一个粒子几乎同时会影响到另一个。爱因斯坦对这一说法更是嗤之以鼻。

爱因斯坦对量子理论引入的不确定性不以为然，他认为量子理论具有上帝玩骰子的暗示。

但自20世纪70年代起，物理学家一系列精确的实验正在不断地消除疑虑– 一些被称为漏洞的另类解释- 即使相隔整个宇宙，两个已经纠缠的粒子可以立刻互动。

由荷兰大学的科维理纳米科学研究所，物理学家罗纳德·汉森领导，以及来自西班牙和英国的科学家加盟进行的新实验为量子力学以下理论提供了最有力的证明：由亚原子粒子纤维构成的奇怪世界的确存在，其中的物质在没有被观察之前，不具有任何形式，并且，时间不但向前行进也向后行进。

物理学家约翰·斯图尔特·贝尔1964年首先设计一个实验作为证明“‘幽灵般的远程效应’真实存在”的一种方法，因此，研究人员把他们的实验称为“没有漏洞的贝尔测试”。

“自上世纪70年代，这些测试就已经完成，但总是需要额外的假设，”汉森博士说。“现在我们已经证实了幽灵般的远程效应的确存在。”

根据这些科学家的论断，他们现在已经排除了所有可能的所谓隐变量，那些根据经典物理定律，可能解释远距离纠缠的隐变量。

代尔夫特研究人员能够把相距1.3公里（比一英里略少）的两个电子纠缠起来，然后在它们之间传递信息。物理学家使用“缠结”一词表明他们使用某些方法来生成成对的粒子，其结果是它们彼此之间不独立。科学家们把两颗钻石分别放在代尔夫特理工大学校园内的两侧，距离1.3公里。

每块儿钻石含有一个可以俘获单个电子的微小空间，此空间具有一种称为“自旋”的磁性，然后用微波和激光能的脉冲来纠缠，并测量电子的“自旋”。

校园的两侧设有探测器，两个电子之间的距离确保做测量的同时，信息无法以传统的方式交换。

“我想这是一个设计完美，巧妙的实验，将有助于推进整个领域，”麻省理工学院物理学家大卫·凯泽说，他没有参与这项研究。然而，凯泽博士，和另一组物理学家正准备明年进行一个更加雄心勃勃的实验，不久将截取和测量宇宙最边缘的光。他还说，他认为荷兰实验并没有解答所有的疑问。

测试发生在一个令人费解的和独特的领域。根据量子力学，直到粒子被测量或以某种方式观察到它们的时候才具有可以验证的属性。直到这时，它们可以同时出现在两个或更多的地方。但是，一旦测得，它们塌陷成一个更经典的现实，只有一个位置。

事实上，这个实验不仅仅证实了量子力学反常识的理论，也是朝着所谓的“量子互联网”的实际应用前进了一步。目前，面对功率强大的计算机建构在大数因子分解能力基础上的加密技术和另一些有关策略所具有挑战性，互联网的安全性和电子商务的基础设施很令人头疼。

像汉森一样的研究人员设想一个由链状纠缠粒子环绕整个地球而形成的量子通信网络。这种网络能够安全地共享加密密码，并且绝对能够监测到窃听的企图。

对于一些物理学家，尽管新的实验声称“无漏洞”，事情还没有完全结束。

“这项实验已经很漂亮地堵住了三大漏洞中的两个，但三分之二是不是三分之三，”凯泽说。“我十分相信，量子力学是大自然的正确描述。但是，坦率地说，我们还不到使用最强烈的语气说话的地步。

http://trad.ibtimes.com.cn/articles/47391/20160106/62134.htm



NIST量子計算實驗中使用的離子陷阱（Ion trap），通過用兩種不同種類離子形成的量子比特進行邏輯運算。

不久前，兩個研究團體--一個來自位於科羅拉多州巨石城美國國家標準技術研究所（NIST），另一個來自牛津大學--報告了他們首次完成的糾纏不同種類粒子的實驗。

即使糾纏粒子之間的距離有幾個星系那麼遠，它們的量子屬性仍然相連（linked）。糾纏粒子將會成為未來量子計算機的基本模塊（building blocks）。到現在為止，科學家們已經完成了光子、電子以及離子的糾纏--相同種類的情況下。來自NIST的團隊在《自然》雜誌上報告了他們成功地將鋁離子（Mg）和鈹離子（Be）糾纏起來，然後運用這樣的糾纏離子展示了2種重要的邏輯運算：CNOT閘（受控反閘，Controlled-NOT）和SWAP閘（互換閘）。牛津大學的科學家們將鈣的兩種同位素（40Ca和43Ca）的離子糾纏起來，然後也用測試證明了這樣兩種離子能夠恰當地（Properly）進行糾纏。他們同樣也把成果發表在了《自然》雜誌上。

由於離子帶有正電荷，它們可以被一種稱為保羅陷阱（Paul trap）的交叉電磁場所俘獲。保羅陷阱在本質上是一個帶有用來提供電磁場的電極的小玻璃管，迫使糾纏離子分開幾微米遠的距離，進入最低能量位置（minimum-energy positions）。保羅陷阱被置於一個大型的1立方米的真空空間中，以此來最小化周遭空氣中的分子帶來的影響--空氣中的分子可能會破壞被俘獲離子的糾纏狀態，Ting Rei Tan

(http://7te8bu.com1.z0.glb.clouddn.com/uploads/new/article/740_740/201601/568b517774d7b.png)

一旦離子被俘獲，科學家們就用激光脈衝（laser pulse）同時轟擊它們--這會令它們能夠保持足夠長時間的糾纏態來進行實驗--其中一道脈衝也用來偵測這對糾纏離子的量子狀態。由於是不同種離子的糾纏，所以不同的離子會對不同波長的光有反應，那麼它們就能被分開來單獨偵測；也就是說，一個離子對於某種脈衝產生反應時，另一個是不會受到脈衝影響的。

不同種離子的糾纏也會在另一方面有反應差異。一個離子需要得到強力的轟擊才能改變它的量子狀態，但隨後它能夠在新的量子狀態中保持更長的時時間--它的退相干（decoherence）時間很長。另一個離子對於外界的干擾非常敏感，但退相干很快。

這種神奇的量子行為可能會為量子計算中的一種常見問題帶來解決方法，Chris Ballance說道，他是牛津大學研究團隊的一員：

    “你有這兩種互相衝突的要求：你希望系統是與環境相當隔絕的，這樣的話你的量子狀態就不會被周遭環境中的事物搞砸；當你想要操縱這個系統的時候，你又希望它能和環境兼容得相當好。你想要有一個按鈕，按下它就能改變一部分的量子狀態--這牽扯到環境和系統強有力的交互”

通過這種方法，科學家們能夠用1對糾纏量子來進行2種量子運算：控制量子比特，以及將數據儲存進存儲器。那些對於環境敏感的量子比特，生命周期很短，而那些對於外部世界不敏感的量子比特則能將糾纏態保持更長的時間，所以也就是能將攜帶的數據保存更長的時間。

“通過這種方法，我們能夠在保有我們的蛋糕的同時又吃掉了它。我們有一個能夠和環境兼容相當好的系統，也有一個獨立的、具有很好的存儲能力（Memory）的系統，”Ballance說道。

雖然這是非常重要的一個進展，但真正建立起一台使用這種糾纏量子的量子計算機仍然是一個讓人望而生畏的任務。“我們邁出了稚嫩的第一步......未來的量子計算機將會需要更多的量子比特，數量可能上百，”來自NIST的Tan說道。

在這種量子計算機里，有兩種可能的方法來連接量子比特：一個巨大到包含了整台計算機的保羅陷阱，或是運用“飛行量子比特”（flying quibite）。根據Ballance的說法：

    “第一種方法是製作一個相當複雜的保羅陷阱，裏面有許多電極，你可以用這些電極來開啟和關閉閘門、以此控制離子前進或者後退--你可以把它想象成一個非常複雜的街道網格，電極在移動着，將離子推往陷阱的不同區域。另一種方法是製作許多獨立的小型陷阱，然後利用交換量子（interface qubits）來模擬光纖中嵌入的光子，像光纖一樣將許多這樣的小型系統連接在一起。”

http://www.app01.com.tw/paper/09e2bebb-9a1f-48ef-a16f-a01f073c276c

http://www.cnbeta.com/articles/480313.htm

据ScienceAlert 3月1日报导，这是科学家首次透过试验直接"观看"超光速运动—— 量子纠缠，感知另外时空的奇妙。

日内瓦大学（ University of Geneva ）的瓦伦蒂娜‧维沃利（Valentina Caprara Vivoli）主导的研究小组表示，根据该技术原理，甚至可以观测发生量子纠缠的两个人的情况。

超时空的量子纠缠

虽然这项实验可以获得令人难以置信的人眼观察量子纠缠效果，但是其设计的初衷是为了探究更深层次的问题，如微观世界中量子纠缠的实际情况、以及如果在宏观世界，两个人发生量子纠缠会是怎样？在宏观上，宇宙是人们所见的星系、星体和太空。（视频截图）

量子纠缠是一种令科学家感到非常神奇的现象，即两个量子粒子之间存在一种超越空间和时间的联系，一个粒子的状态会同时影响另一个粒子的状态而没有时间延迟或受距离制约。

具体地描述，两个发生量子纠缠的粒子即使相聚多少光年远，也会同时「分享」它们之间的存在状态。

突破爱因斯坦的光速不变理论

报导说，也许这种微观世界中的概念和日常生活现象相差太远，很难理解。这没有什么。因为即使爱因斯坦也对这种量子纠缠有点困惑。在微观中，宇宙是人们肉眼不可见的原子、质子等各种粒子。（视频截图）

爱因斯坦认为不可能存在超光速的东西，那么不受时间和空间制约的量子纠缠怎样实现信息传播的速度快于光速呢？因此，爱因斯坦根据相对论，将量子纠缠视为"空间幽灵活动"（spooky action at a distance），认为整个事情是荒谬的。

虽然物理学家几十年来否定量子纠缠的存在，但是近年世界各地的科学家们的确在多个试验中检测到发生纠缠的粒子，而且根据量子纠缠推测将来的信息存储方式发生变化，例如谷歌的"量子计算机"比我们的笔记本电脑快100万倍。

人眼所限不能直接观看

报导说，实际上，实验室中发生量子纠缠的光子（或称光粒子）是人眼看不到的。因为，人眼的观察力实在有限，不可能看到一两个光子的运动。虽然从原理上讲，人眼基本上是一个光子检测器，但是实际上我们必须借助其他光子检测器才能在三维空间观测量子纠缠光子。

(http://static.cnbetacdn.com/article/2016/0303/8449f0e7c094729.jpg)
量子纠缠是指粒子之间存在的一种超越时空的关系。（视频截图）

如果研究者反覆重复使用，让越来越多的"纠缠"光子进入人眼，那么我们才能直接感受纠缠光子的情况。不幸的是，现实中的试验不是那么简单。

美国麻省理工大学的《MIT科技评论》（ MIT Technology Review）解释说："主要问题是，人眼不能检测单个光子。人眼底的视觉细胞（视杆细胞）必须受到很多光子刺激才能得到感觉。理论上讲，最少需要7个光子才能刺激视杆细胞产生视觉。实际上，人们通常看到的光子数量是成百上千。"那么，有什么解决办法？目前只能借助仪器才能做到。



真的是 
好神奇的事

http://www.cnbeta.com/articles/570807.htm
他们通过两种不同的方法制备了综合性能最优的纠缠光子源，首次成功实现“十光子纠缠”，再次刷新了光子纠缠态制备的世界纪录。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前以“编辑推荐”的形式发表了该成果，美国物理学会网站和英国《自然》杂志“研究亮点”栏目也进行了报道。多粒子纠缠操纵作为量子信息处理基本能力的核心指标，近年来一直是国际学界角逐的焦点。操纵的纠缠光子数目越多，量子信息处理能力就会指数级增长，但同时实验实现的难度也急剧增加。

潘建伟和同事分别于2004年、2007年、2012年在国际上首次实现对五光子、六光子、八光子纠缠的操纵，并系统性地应用于量子通信、量子计算等多个研究方向，如今年我国发射的全球首颗量子通信实验卫星。

自2012年潘建伟小组实现八光子纠缠后，他们成功地将该技术应用于拓扑量子纠错和百公里量子隐形传态实验，相关成果入选了《自然》杂志年度十大科技亮点。

近期，潘建伟小组利用两种不同的技术途径制备了收集效率、保真度和光子全同性三个综合性能国际最优的脉冲纠缠光子源，并在此基础上实现了十光子纯纠缠和可提纯纠缠态的实验制备和严格验证。

据了解，这一突破表明我国继续引领国际多光子纠缠和干涉度量研究，研究成果将可应用于远程量子通信和实用化量子计算等大尺度量子信息技术

https://anntw.com/articles/20170312-F2ix

利用新發現的粒子纏結效應，時間精確度的測量得以比過去都高。2012年美國國家計量院（NIST）的萬藍德更以「突破性的實驗方法使得丈量和操縱單個量子系統成為可能」、「提高人類對量子世界的操控能力」，擊敗「上帝粒子」研究，獲得諾貝爾物理學獎。

萬藍德團隊還研製出由他在1978年設想出的鋁離子光鐘，是至今為止最準確的光鐘，預期準確度可超出目前最精準的銫原子鐘多倍；銫原子鐘已可在1500萬年的運作中將誤差限在1秒以內，而鋁離子光鐘則可以準到138億年（大爆炸至今）都不會誤差過1秒。

此外，《經濟學人》指出，將兩組粒子流以不同頻率發射並帶回來彼此干擾的原子干涉儀，可以用來測量地面下的重力阻力。這項技術開發為「量子重力傳感器」，將大為改善挖掘、探勘的大型建設工程的效能（環境諮詢公司RSK預估，工程挖掘項目有3分之2無法如期完成，甚至延宕2個月以上，都是因為挖下去的狀況與原先預料的不同）。

這一切，連同更好的雷射儀、半導體，都會因著量子科技的商業應用開發而一一實現

youtube find video

https://www.youtube.com/watch?v=eqFZF7VuXbw

https://www.youtube.com/watch?v=k_F7-TKGHvQ

https://www.youtube.com/watch?v=saAIPNjis-I

好像 DISCOVERY ngc 錄影下來的

量子糾纏與遠距離的鬼魅效應
https://www.youtube.com/watch?v=kGRyHi72qvk

pps  超越空間限制的量子特性
https://www.youtube.com/watch?v=vnQsF5udUHc

中國科學家實現地星間量子隱形傳態
中國科學技術大學潘建偉團隊通過量子科學衛星「墨子號」，實現了地星間量子態的瞬間傳輸
不過這個量子隱形傳態與我們想像中的瞬間移動不同的是，它並非直接傳送物質本身，而是通過量子糾纏將物質的未知量子態傳送到一個遙遠的地點，而物體本身其實沒有發生任何移動

原文網址：https://kknews.cc/science/yyj5jnk.html

https://chinese.engadget.com/2018/01/10/this-is-what-a-50-qubit-quantum-computer-looks-like/

50 qubit 量子電腦長得超「蒸汽龐克」風的

(https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/adf9461050210d782e60690a8aa55570/206016841/ibm-50-qubit-quantum-computer-2018-01-10-5.jpg)

為了讓量子電腦能順利運作，所有的組件都要在接近絕對零度的狀態下，與環境完全隔絕，任何一點的電磁干擾或溫差，都會為量子電腦帶來「雜訊」，因此我們看到的這個彷彿吊燈一樣的裝置，就是為了將溫度從裝置頂端的絕對 4 度（液態氦的溫度），一層一層逐步降到 0.8K、0.1K，到最後底下的小罐子裡，只剩下 0.01K 了。四週的線路則是用特殊的方式繞線，以確保在最小的干擾下，將訊號帶到罐子內的晶片去。
業界許多人士認為，在極特定的應用下，50 個 qubit 的量子電腦，就已經擁有超越一般傳統電腦的運算力，特別是連續系統變化的運算這方面。你大概不會用量子電腦來跑 PowerPoint，但如果是要模擬材料的變化之類的話，量子電腦本身就更貼近真實世界的模型，模擬起來也較不吃力。

IBM 研究副總 Jeffery Welser 表示，大約在 50 到 100 個 qubit 間，我們就可以做出「利用量子電腦模擬某種分子的變化，只要幾分鐘的時間，就能得出普通超級電腦要花五天的運算才能達成的成果」這樣的比較，量子電腦在此類特殊應用的時代很快就能到來了。但要能運用到一般消費者能親身感受到不同的地方，還不知道要花多少年呢。

(https://chinese.engadget.com/2018/01/10/this-is-what-a-50-qubit-quantum-computer-looks-like/#)


(https://s.aolcdn.com/hss/storage/midas/d3576204a63e1df47430d438dca66739/206011417/quantum640.jpg)

https://read01.com/dELzoGm.html


https://www.cnbeta.com/articles/tech/720685.htm

两个科研团队在26日出版的《自然》杂志上撰文指出，他们分别让仅为蜘蛛丝直径几倍的成对振动铝片、宽度可伸缩硅制梁发生了纠缠，将量子纠缠扩展到肉眼可见的领域，且纠缠时间更长，向构建量子互联网又迈出了一步。量子纠缠是量子力学的一个特性，指两个物体的属性相互交织，测量其中一个属性会立即揭示另一个的状态，即便两者距离遥远。但量子力学通常适用于原子、电子等微观粒子，而不适用于人们日常所见的较大物体  芬兰阿尔托大学物理学家米卡·西兰帕的团队在实验中，让两个肉眼几乎可见、直径为15微米的圆形振动铝片发生了纠缠。每块铝片由约1万亿个原子组成，其像鼓面一样振动，并与在微腔内来回跳动的微波相互作用，微波就像乐队指挥，使两个鼓面的运动保持同步。

https://technews.tw/2019/09/23/google-claims-quantum-supremacy-with-53-qubits/

在一份新的科學出版刊物裡，Google 聲稱透過一台 53 量子位元（Qubit）的量子電腦（Quantum Computer）取得「量子霸權」地位，意味著解決了最先進傳統電腦也無法在合理時間內解決的問題。這是目標首次達成，代表量子運算領域的重要里程碑。 雖然「霸權」這個詞有點誇張，因為只涉及單一應用，不過表明具備量子位元的量子電腦，儘管離商業化還有很長的路要走，但終於解決了傳統電晶體式電腦或超級電腦永遠無法解決的難題，這也從根本上證明了量子電腦確實可行。「據我們所知，這個實驗代表第一個只能在量子處理器進行的運算，」Google 研究人員寫道。
除 Google 外，IBM、微軟與 Intel 在 Qubit 數方面皆有進展

實驗涉及計算某些專用電路輸出，並以「經由涉及量子現象的特殊場景產生」的隨機生成數字來輸入。量子處理器花了 200 秒時間取樣一個量子電路實例 100 萬次，一台超級電腦需要 2 萬年才能完成這項任務。據 Google 研究人員指出，這實驗使用的量子電腦是 53-Qubit 的 Google Sycamore 系統，是 72-Qubit Bristlecone 機器的縮減版，為何採用這個縮減版，Google 沒有提供理由。研究人員進一步預測，量子運算效能將以雙指數速度成長，這可能指的是每個新量子位元效能會呈現指數性成長，至於量子位元的數量則會以類似摩爾定律的指數速率成長。

《財富》雜誌聲稱英國《金融時報》率先報導這個消息。本週稍早，Google 在 NASA.gov 網站發表了相關論文，但不久後就撤下。Google 發言人拒絕發表評論，但《財富》某位消息人士指出，這篇論文可能是通過同儕審查程序前意外發表的。

據報導，量子運算將繼續在物理和化學模擬發揮巨大作用，因傳統電腦無法模擬複雜的化學物質。一旦量子運算更完善成熟，有望在藥物、太陽能技術、投資組合與人工智慧的發展方面發揮重要作用。

對一般人來說，很難理解量子電腦到底比一般電腦先進多少。就如量子電腦指南解釋那樣，這是一台截然不同的機器。傳統電腦系統是透過 0 與 1 位元運作，然而量子電腦採用同時存在的量子位元。量子電腦是在稱為量子力學之亞原子粒子法則下運行。在先進的系統上，理論上可讓這些新電腦解決傳統機器無法解決的問題。

不久前，量子電腦還像是科幻小說才有的情節。但近年來，包括 Google、IBM、微軟與 Intel 等幾家公司在擴大量子位元數量方面已取得重大進展。早在 2018 年，Google 就表示，對 72-Qubit 量子電腦晶片 Bristlecone 及有機會取得量子霸權地位的發展性感到非常樂觀。去年 IBM 證明了量子電腦可在某些問題優於傳統電腦，最近，IBM 宣布 53-Qubit 量子電腦將透過雲端開放大眾使用。英特爾則在 2018 年國際消費性電子展（CES）展示 49-Qubit Tangle Lake 量子電腦。

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F%E5%AD%90%E4%BD%8D%E5%85%83?fbclid=IwAR34AozxFlT_JM2u0rnrbLrLAv_Z6hN70QK3Mk9VMz7AohUnpdlwRQCzO0w
量子電腦的0與1可以同時計算。在古典系統中，一個位元在同一時間，只有0或1，不是0就是1，不是1就是0，只存在一種狀態，但量子位元可以是1同時也可以是0，兩種狀態同時存在，這種效果叫量子疊加。這是量子電腦計算目前獨有的特性

http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=newscan&id=3814


傳統電腦的位元值不是0就是1。但在詭異的量子疊加效應下（原子、電子或其他粒子可同時存在兩種以上狀態，例如同時以相反方向自旋），處於疊加狀態的粒子所代表的單一量子位元，可同時包含兩個位元。當多個量子位元互相纏結時（意指一個粒子與另一個粒子互有關聯），電腦運算能力將隨量子位元數量大幅提升。原則上，300個量子位元的電腦可執行的運算次數，比可觀測宇宙內所有原子的數量還多

https://www.slideshare.net/yftzeng/2018-0331


https://www.bnext.com.tw/article/54205/interpretation-of-the-meaning-behind-quantum-bits

https://technews.tw/2020/06/07/hot-and-messy-entanglement-of-15-trillion-atoms/
這裝置並不是量子電腦本體，而是用於冷卻的稀釋冷凍機，價格通常上百萬。它的工作是讓環境維持近絕對零度，以確保量子位元的穩定性。絕對零度是熱力學的最低溫度，即 0 開爾文，約等於 -273.15°C。

但也有一些研究者逆其道而行，探索高溫狀態下的量子糾纏特徴。

《Nature》子刊物《Nature Communications》最近發表的論文，說明研究者在 190°C 熾熱、無序原子氣體，成功製備並觀測到大範圍原子糾纏態，糾纏原子數為 10¹³ 這麼多。

論文名為《Measurement-induced, spatially-extended entanglement in a hot, strongly-interacting atomic system》（在強烈相互作用的熱原子系統，測量引起的空間延伸糾纏），第一作者是杭州電子科技大學孔嘉教授，其他作者來自西班牙光子科學研究所（ICFO）和巴斯克大學。

「量子」概念並不特指某種具體粒子，光子、電子或原子等微觀粒子都是量子。此論文研究者實驗的是原子糾纏。

具體而言，研究者用量子非破壞性（quantum non-demolition，QND）測量技術，偵測高溫下的原子系統。

QND 測量能克服量子雜訊，確保每次測量會得到相同結果。據 EurekAlert 報導，此技術具特定能量的雷射光子穿過原子氣室，與原子發生相互作用。

在熱原子系統製備糾纏，不是容易的事。《Nature》編輯曾如此說明：熱原子氣體因熾熱和無序特徴可比做自由散漫的平民，而冷原子因整齊劃一的運動秩序，就是井然有序的軍人。

論文第一作者孔嘉說：「不難想像在軍隊中（冷原子氣體）更容易製備和維持這種連結特徴，而想在自由散漫、沒有紀律、互不相識的平民（熱原子氣體）建立連結是難上加難，且建立的連結能否維持也是挑戰（考慮到隨著溫度升高越來越猛烈的碰撞）。」

由於研究採用的感測介質和工作環境，與 SERF 原子磁力計完全相同，因此論文結果可應用在磁場探測領域。

SERF 全稱無自旋交換馳豫（spin-exchange-relaxation-free），基於這種方法設計的原子磁力計，是一種超靈敏磁探裝置， 以 100~200°C 的高溫原子為感測介質，可用於腦磁和心磁等生物磁場探測。

相較常見的核磁共振譜儀和核磁共振成像，SERF 磁力計的靈敏度更高，且執行成本更低。

過去有不少研究利用冷原子的糾纏態，提高磁場探測的靈敏度。這篇論文成果證明，糾纏態於 190°C 高溫、無序原子氣體中，可提高 SERF 原子磁力計的探測靈敏度。

一位 ICFO 教授說：「這結果令人驚訝，與我們通常對糾纏的期望完全相反。我們希望這種大範圍的糾纏態能提升感測器的靈敏度，包括大腦成像、自駕車及暗物質探測等應用，達到更好的感測效能。」

quantum entanglement
https://www.universetoday.com/142869/first-ever-image-of-quantum-entanglement/



两个光子纠缠照片

  https://www.cnbeta.com/articles/science/1102485.htm

这张特殊的照片显示了两个光子之间的纠缠，它们在极短时间内分享了彼此的物理状态，其中两团模糊的灰色块就是粒子间的相互作用。

更进一步地讲，这里展示的，实际上是多个光子图像的复合结果，因为它们经历了一系列四组相变

量子感應器 
https://technews.tw/2021/11/04/us-sandia-national-laboratories-have-done-massive-breakthrough-on-quantum-sensor-that-will-replace-gps/

近期在量子感應器開發上取得重要突破，有望在未來取代 GPS，成為不需要依靠外在電子訊號即可進行定位導航的最新技術。

量子導航透過超冷原子干涉儀（Atom Interferometry）技術，將原子冷卻至極度接近攝氏零下 273.15 度的絕對零度，再透過雷射光照，達成量子疊加狀態（Quantum Superposition）。