神奇的量子“分身术”

        分身术原本是一种法术名称。《西游记》中的孙悟空扯一把猴毛，吹口仙气，顿时就变化出千千万万个孙悟空。分身术是孙悟空的七十二个本领之一，大家都很熟悉了。微观量子世界的亚原子粒子，也有这个本事。例如，一个电子，可以同时出现在两个不同的地方。

        在单光子双缝干涉实验中，量子就将“分身术”展现得淋漓尽致。

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        科学家令单光子一个一个通过双缝，在较长时间后，仍然可以形成干涉条纹。对于单光子干涉现象的解释，狄拉克曾说：“每个光子只是跟自己干涉。干涉绝不会发生在不同的光子之间。”在干涉中，一个光子似乎分成两半，分别通过两个狭缝，然后又会合，从而产生干涉条纹。

        科学家又制造出能够发射单独电子的物理仪器，每一次最多只有一个电子通过双狭缝，当探测屏累积很多次电子冲击事件之后，仍然会显示出干涉图样。

        单个电子，似乎可以同时刻通过两条狭缝，并且自己与自己干涉，就如同杂技表演，一个人同时刻穿越过两个并排的火圈，真是不可思议。

        科学家们发现，从原子到更复杂的分子，包括巴基球（由60个碳原子构成的分子，形似足球，又名足球烯）之类的微观粒子，都具有双缝干涉现象。大分子物质也具有波粒二象性，颠覆了经典物理学的认知。

        如此看来，我们必须得摒弃“微观粒子是实心小球”的顽固观念。

量子科学，

双缝干涉实验，改写了历史，颠覆了世界！#量子科学

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        “量子分身术”是难以理解的自然现象。说难以理解，根本原因是我们仍然用宏观经典世界的“同时”，去衡量微观量子世界“同时”。在微观量子世界，时空是离散的存在，并不存在“同时”这个概念。

        也许，你会觉得这个发现没有什么用处。但在科学家眼里，单光子干涉却是宝贵的量子资源。

        单光子干涉，被运用到量子加密通信技术上。在量子加密通信中，科学家将密钥的信息被加载在单光子上。任何窃听者若要获取相关信息，必须要进行测量。测量就会在一定程度上改变单光子原来的状态，导致量子误码率的异常增加，致使窃听行为被发现。

        量子“分身术”，还可以让计算机实现并行计算。并行计算的强大，完全超乎你的想象。例如，要分解一个300位的大质数，用现在的计算机，需要15万年左右，用量子“分身术”并行运算，只需要一秒钟就可以算出来了。