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《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》是曹天元所著的科普圖書。該書從 2003 年起開始在網絡上連載，出版後大受歡迎，長期處於中國本土科普類書籍暢銷排行榜前列，甚至被稱為「中國的《時間簡史》」。全書以通俗的筆法，描述了量子物理學的發展史。



內容

第一章「黃金時代」從赫茲對電磁波的發現講起，回顧了光的波動說和粒子說爭議的歷史。作者將 19 世紀末稱為物理學的黃金時代 (第 25 頁)，並稱赫茲的實驗將經典物理學推向了頂峰。(第 24 頁)

在第二章「烏雲」中，作者援引開爾文的比喻，提到了「在物理學陽光燦爛的天空中漂浮著」的「兩朵小烏雲」(第 30 頁)，即麥可遜 - 莫雷實驗，以及黑體輻射實驗和理論的不一致。他承接著第二朵「烏雲」，描述了 1900 年普朗克得到黑體公式和引入量子概念的過程。

第三章「火流星」首先寫愛因斯坦從普朗克的量子假設出發，解釋了光電效應。作者把 1905 年稱為「奇蹟年」，他幽默地稱愛因斯坦這一年的工作「至少配得上 3 個諾貝爾獎」。(第 65 頁) 之後又描繪了玻爾理論的誕生過程，稱玻爾宣告量子力學「進入了青年時代」。(第 81 頁) 此外，本章還提及了第一次索爾維會議。

第四章「白雲生處」在指出玻爾理論的所遭遇的困難後，描述了德布羅意的物質波假說。然後，將 1920 年代中葉物理學界的迷茫，比喻為「第三次波粒戰爭」。(第 105 頁)

第五章「曙光」和第六章「殊途同歸」寫海森堡和薛丁格為了解決玻爾模型的困難，從兩個不同的方向出發，分別得到了矩陣力學和薛丁格波動方程。其中第六章還討論了決定論和概率論的分歧。

第七章「不確定性」講到不確定性原理的發現以及波粒二象性的提出，這兩者與波恩的概率解釋共同構成了哥本哈根解釋的核心。(第 179 頁)

第八章「決戰」以一種戲劇性的方式描寫玻爾和愛因斯坦的爭論，重點敘述了第五次索爾維會議上兩人的論戰。隨後又講到了「科學史上著名的怪異現象之一」的「薛丁格的貓」對哥本哈根解釋的挑戰。(第 218 頁) 這在第九章「歧途」得到了繼續討論，作者提到了「維格納的朋友」並大量探討了關於意識的問題。隨後，作者又描述了量子力學的另一種解釋，多世界詮釋。

第十章「回歸經典」寫到「量子自殺」實驗對多世界詮釋的質疑後，討論了隱變量理論。作者又通過一系列簡化的數學推導，向讀者展示了貝爾不等式，並稱它是「宇宙中最為神秘和深刻的定理之一」。(第 280 頁) 本章還介紹了量子計算機。

第十一章「不等式的判決」從貝爾不等式出發，描述了量子糾纏現象。在確定定域的隱變量理論不存在後，作者簡要介紹了系綜詮釋和 GRW 理論。

最後，在第十二章「新探險」中，作者簡單介紹了近現代的量子力學，提到了量子退相干、大統一理論、弦論、M 理論等。作者還講到了霍金打賭的軼事。(第 332 頁)

除了正文外，本書還包含了目錄、序言、尾聲、後記、參考資料、人名索引，以及一個講述了海森堡與德國原子彈計劃的故事的「外一篇」。



評價

《東方早報》書評作者彭蹦稱此書「把高深莫測的量子物理產生、發展的故事，用極富文采的語言講了出來」，「像武俠小說一樣精彩」。中國科普作家協會的張曉磊則稱，在作者的筆下，「教科書上不苟言笑、高不可攀的科學家變得嬉笑怒罵、有血有肉，撼動傳統物理學基石的顛覆性的發現是那樣險象環生又渾然天成。」



獲獎情況


* 2006 年，獲「科學時報讀書杯科普佳作獎」。

* 2008 年，獲第三屆「國家圖書館文津圖書獎」。

* 2013 年，獲第四屆「中華優秀出版物獎」。



參考資料



外部連結


* 豆瓣讀書頁面 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Google 讀書頁面



相關條目


* 《皇帝新腦》

* 《時間簡史》

* 《果殼中的宇宙》
量子力學的宇宙學詮釋是量子力學的一種詮釋，由宇宙學家安東尼・阿吉雷與馬克斯・泰格馬克提出。

阿吉雷與泰格馬克指出，在宇宙永恆暴脹的前提下，無限三維空間將包含無限多的行星以及任意量子系統的無限多的複本。根據宇宙學詮釋，一個量子系統的波函數並非描述了包含這一系統所有可能性的某一假想集合，而是描述了在我們所處的無限空間中，該系統的所有複本的實際空間的總和。在這一詮釋下，波函數並不會坍縮。同時，量子不確定性則來源於觀察者無法定位自己究竟處於系統的哪一複本之中。

宇宙學家亞歷山大・維連金亦支持量子力學的宇宙學詮釋，認為該詮釋釐清了量子力學的基礎。



參見


* 量子力學詮釋



參考文獻
《量子力學的數學基礎》（_Mathematical Foundations of Quantum Mechanics_）由約翰・馮・諾伊曼撰寫，在量子理論的發展過程是一本重要的作品。



出版歷史

本書原由施普林格出版社在德國出版，原題為 _Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik_。1955 年，普林斯頓大學出版社出版了由羅伯特・T・拜爾翻譯的英文譯本。1964 年，Nauka 出版社出版了經尼古拉・博戈柳博夫編輯的俄語譯本。



外部連結


* 哥廷根大學網站所刊登的 1932 年德語版本全文 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（副本）。



參考資料



參見


* 量子力學的數學表述
在物理學裏，量子化（quantization）是一種從古典場論建構出量子場論的程序。使用這程序，時常可以直接地將古典力學裏的理論量身打造成嶄新的量子力學理論。物理學家所談到的場量子化，指的就是電磁場的量子化。在這裡，他們會將光子分類為一種場量子（例如，稱呼光子為光量子）。對於粒子物理學，核子物理學，固態物理學和量子光學等等學術領域內的理論，量子化是它們的基礎程序。

將重力場量子化是當今物理上的一個主要課題。至今尚無一套廣泛為學界接受、在現實中具有預測力的量子重力理論。



量子化方法

量子化的目的是將古典場論中的場轉換成量子算符，這個算符是要作用在量子場論中的量子態上的。能量階級最低的量子態稱為真空態（vacuum state）。這真空態可能會很複雜。量子化一個古典理論的原因，主要是想要根據機率幅來推算出材料、物體或粒子的屬性。而這計算會牽涉到某些微妙的問題，例如：重整化；如果我們不考慮使用重整化，則經常會推導出許多不合理的結果，像是在計算某些機率幅時會得到無窮大的結果。因此，在一個完整的量子化步驟中，必須要包含一套方法來說明如何執行重整化。

正則量子化

場論的正則量子化類比於從古典力學的衍生出量子力學。將古典場視為動力學變數，稱為正則坐標，其共軛是正則動量。這兩個變數的對易關係，與量子力學內粒子的位置和動量的對易關係，類似相同。從這些算符，可以求得創生算符和消滅算符。這兩種算符，稱為階梯算符，都是作用於量子態的場算符，有共同的本徵態。經過一番運算，可以得到最低能級的本徵態，稱為真空態。再稍加運算，就可得到其它的本徵態和伴隨的能級。整個程序又稱為二次量子化。

正則量子化可以應用於任何場論的量子化，不管是費米子或玻色子，以及任何內部對稱。但是，它引領出一個相當簡單的真空態的繪景，並不能很容易地適用於某些量子場論，像量子色動力學。在量子色力學裏，時常會出現擁有很多不同冷凝液（condensate）的複雜的真空，。

對於一些比較簡單的問題，正則量子化的程序並不是很困難。但是，對於很多其它狀況，別種量子化方法比較容易得到量子答案。雖然如此，在量子場論裏，正則量子化是一種非常重要的方法。

共變正則量子化

物理學家又發現了一種方法來將古典系統正則量子化，不需要訴諸於非共變途徑，葉狀化時空和選擇哈密頓量。這方法建立於古典作用量，但是與泛函積分的解法不同。

這方法並不能應用於所有可能的作用量（例如，非因果架構的作用量，或規範流作用量 （action with gauge flow）。從所有定義於組態空間的光滑泛函的古典代數開始，將此代數商去歐拉 - 拉格朗日方程式生成的理想。然後，藉著從作用量導引出來的帕松代數（Poisson algebra） ，稱為 （Peierls bracket） ，將商代數轉換為帕松代數。如同正則量子化的做法，再將約化普朗克常數 $\hbar $ 加入帕松代數，就可完成共變正則量子化的程序。

另外地，還有一種方法可以量子化規範流作用量。這方法涉及巴塔林 - 維爾可維斯基代數，是 BRST 形式論（BRST formalism） 的延伸。

路徑積分量子化

應用作用量，取對於作用量的泛函變分的極值為容許的組態，這樣，可以給出古典力學理論。通過路徑積分表述的方法，可以從系統的作用量，製造出對應於古典系統的量子力學描述。



參閱


* 量子霍爾效應

* 量子引力

* 超弦理論

* 迴圈量子重力理論

* 不確定性原理

* BRST 量子化

* 量子作用量（quantum action）

* 外爾量子化（Weyl quantization）

* 光子偏振（photon polarization）



參考文獻


* Abraham, R. & Marsden (1985): _Foundations of Mechanics_， ed. Addison-Wesley, ISBN 0-8053-0102-X.

* M. Peskin, D. Schroeder, _An Introduction to Quantum Field Theory_ (Westview Press, 1995) [ISBN 0-201-50397-2]

* Weinberg, Steven, _The Quantum Theory of Fields_（3 volumes）



外部連結


* What is "Relativistic Canonical Quantization"? （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
量子化學軟體，是計算化學中運用量子化學理論方法進行計算的軟體。多數程式運用了哈特里－福克方法和一些後哈特里－福克方法，及密度泛函理論、分子力學、半經驗量子化學計算方法。這些軟體套件括開源軟體和商業軟體，大多體積龐大，歷史悠久。



列表

下面列出常用軟體列表：



注釋



參考資料



參見



外部連結
量子反射（_Quantum reflection_），是描述從引力勢反射過來物質波的一種物理現象。在經典物理學中，這種現象是不可能出現的。比如說，當一個磁鐵拉著另一個磁鐵吸引靠近，並不會其中一個磁鐵突然間反轉並且對方推走。



定義

量子反射在 21 世紀成為了物理學的一個重要分支。有一個致力於量子反射的工作組，他們建議量子反射的定義如下：

　
: 量子反射是反常態的現象，即微粒子運動方向「反向」於作用在其上的力。這個作用顯示了微粒子的波的本質，也同時顯示了絕對零度下原子碰撞效果和固體表面原子間的相互影響。

觀察量子反射已經成為了一種可能，這源於當今的原子囚禁技術和冷卻技術。



慢速原子的反射

儘管量子物理學的原理適用於所有微粒子，但通常量子反射都是指原子從凝態物質（液體或者固體）表面反射而來。介入原子的全部勢能在靠近物質表面很小的距離（以原子級別論）以後會轉化成排斥的能量。
量子反閘是量子版的反閘，是量子計算中量子線路的一種邏輯閘，與古典反閘功能雷同，在於使量子位元的狀態從 $|0\rangle \to |1\rangle $ 、 $|1\rangle \to |0\rangle $ 。

其數學形式為：

　
: $\mathrm {NOT} |0\rangle =|1\rangle $

　
: $\mathrm {NOT} |1\rangle =|0\rangle $

若寫成矩陣形式即為泡利 X 矩陣：

　
: $\sigma _{x}={\begin{pmatrix}0&1\\1&0\end{pmatrix}}$

量子位元以 $|0\rangle $ 為例，寫成行矩陣 ${\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}$ ：
 $\mathrm {NOT} \rightarrow |0\rangle ={\begin{pmatrix}0&1\\1&0\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}0\\1\end{pmatrix}}=|1\rangle $
一個量子圖靈機（Quantum Turing machine，QTM），或者通用量子計算機（universal quantum computer），是一個表示量子電腦能力的抽象機器。量子圖靈機使用一個簡單的模型來展示量子計算的能力。



參考資料



延伸閱讀


* Satoshi Iriyama; Masanori Ohya; Igor Volovich. Generalized Quantum Turing Machine and its Application to the SAT Chaos Algorithm. 2004. arXiv:quant-ph/0405191  .

* Abstract of Deutsch's paper

* The quantum computer – history （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
量子基金（英語：Quantum Group of Funds）由雙鷹基金演變而來，是美國金融家喬治・索羅斯旗下索羅斯基金管理經營的最大的對沖基金，亦是全球規模較大的幾個對沖基金之一。



歷史

於 1970 年由索羅斯和吉姆・羅傑斯一同創立。該基金曾多次以金融工具試圖襲擊許多國家的貨幣而得利，包括 1992 年襲擊英鎊，該事件被稱為黑色星期三。1997 年亞洲金融風暴中，襲擊泰國、馬來西亞等國的貨幣，後又試圖狙擊港幣，但因香港政府的力守而放棄狙擊，但是也使香港損失慘重，香港恆生指數曾經一日大跌三千餘點。2010 年索羅斯又在香港設置辦公室。



參考資料


* 吉姆・羅傑斯：量子基金創始人 中國經濟網 2014-05-29



外部連結


* 量子基金
量子壓縮（Quantum compression）是一個較鮮為人知的資料壓縮方法，由 Cinematronics, LLC 的 David Stafford 發明。這個資料壓縮方法授權給 Borland、Microsoft 和 Novell 使用。

量子壓縮使用的是延伸的 LZ77 演算法，它也是 Microsoft Windows 所用的 CAB 資料壓縮格式所能選擇的 3 種資料壓縮方法之一。
量子聲學（quantum acoustics）是研究微觀量子力學效應不可忽略時聲現象的一個聲學分支，屬於聲學和凝聚體物理學的交叉領域。

量子聲學最初是在 20 世紀 30 年代研究聲光效應時開始的。量子化的機械波即點陣振動稱為聲量子或聲子，所以量子聲學就是研究聲子的產生、就收、與物質微觀結構的相互作用及其應用的科學。當聲波的頻率很高（109 Hz）、或媒介溫度很低（接近 0 K）時，經典力學不足以描述聲現象，必須用到量子力學的基本原理，考慮到媒質和聲波能量的不連續性。

量子聲學主要研究聲子與物質微觀結構的相互作用。如：聲子 - 光子、聲子 - 聲子、聲子 - 核自旋、聲子 - 電子、聲子 - 中子等。另外，聲子在解釋超流機制方面起了重要作用。



歷史

1966 年，jacobson 和 Ilukor 利用非諧振的壓電錶面激勵在石英晶體中得到了頻率為 114 GHz 的聲子。同年，Eisenmenger 提出了超導隧道結用於高頻聲子的產生和檢測。



領域

超流

超導

超導金屬中聲子和電子會相互作用。1957 年 J. 巴丁、L. 庫珀和 J. 施里弗建立了的超導微觀理論（簡稱 BCS 理論）指出，電子和聲子的相互作用，形成超導的電子對（稱庫珀對）。



參見


* 聲學

* 量子力學



參考文獻
量子複雜性理論（Quantum complexity theory）是理論電腦科學中計算複雜性理論的一部份。該理論使用量子電腦和量子資訊來研究分析複雜性類別定義，量子資訊是基於量子力學的計算模型。量子複雜性理論用來研究這些複雜性類別的問題的困難度，和量子複雜性類別與經典（非量子的）複雜性類別的關係。

複雜性類別是指的是一群複雜度類似的問題的集合，可以用滿足特定資源限制下的演算法求解。例如複雜性類別 P 就是可以用圖靈機在多項式時間內求解的問題。也可以用量子演算法（如量子電腦或量子圖靈機）定義量子複雜性，例如複雜度 BQP 就是可以用量子電腦在多項式時間內解決，其錯誤的機率小於一定比例的問題。

量子複雜性中二個比較重要的複雜性類分別是 BQP 及 QMA，分別對應複雜度 P 及 NP (複雜度)。量子複雜性理論的一個主要目的是要找到對應傳統複雜性類（如 P、NP、PSPACE、PP 等）的量子複雜性。



量子查詢複雜性

在量子查詢複雜性（Quantum Query Complexity）中，輸入由一預言機（黑箱）提供，演算法要用查詢預言機的方式得到和輸入相關的資訊，演算法由某個固定的量子狀態開始，當對預言機查詢時，其狀態隨之變化。

量子查詢複雜性是指要計算其對應函式，需要查詢預言機的最小次數，量子查詢複雜性是函式整體時間複雜性的下限。

像搜尋無結構資料庫的 Grover 演算法即為量子演算法，其量子查詢複雜性為 _O_(_N_1/2)，比已知最好的傳統查詢複雜度有二次方的差距。



參考資料



外部連結


* MIT lectures （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） by Scott Aaronson
量子腦動力學（英語：Quantum Brain Dynamics，縮寫：QBD）是神經系統科學中的一種猜想和假說，目的是在量子場論的理論框架內解釋大腦的功能。



基本概念

像生物學中所研究的那樣複雜的系統，它們比物理中的理想化系統或單晶體更加缺少對稱性。物理學家傑弗里・戈德斯通證明，發生對稱破缺時，南部 - 戈德斯通玻色子（Nambu-Goldstone bosons）將在可能的態譜中觀測到，典型的例子就是晶體中的聲子。此外赫伯特・弗勒利希發現，生物分子可以產生量子波。



內容

在 1967 年，Ricciardi 和 Umezawa 提出了腦細胞之間和腦細胞內部的長程量子相干波理論，並展示了通過南部 - 戈德斯通玻色子實現記憶的存儲和檢索的可能機制。水組成了大腦的 70%，量子腦動力學認為，水分子的電偶極矩形成了一個稱為「皮層場」的量子場，場量子為「皮層子」（corticon），並能和神經細胞中的生物分子所產生的量子相干波發生相互作用。這種生物分子波可以沿神經網絡傳播，並能從 ATP 中獲得能量，進而控制神經元的離子通道。QBD 認為，皮層場和量子波的相互作用產生了意識。



參見


* 量子心靈

* 量子神秘主義

* 量子自殺
在量子計算機中，量子存儲器即是傳統計算機存儲器的量子力學版本。傳統存儲器將信息存儲為二進位狀態（由「1」和「0」表示），而量子存儲器存儲的是量子狀態。這些量子狀態保存了有效計算信息，稱為量子位元。與傳統計算機的存儲器不同，量子存儲器中的狀態處於量子疊加狀態，使其在量子算法中比傳統存儲器更實用且靈活。



類型

光量子存儲器

傳統光信號利用改變光的振幅來傳輸信息。因此，我們能用計算機硬碟，甚至是一頁紙來存儲光的信息。然而，在量子信息的情況下，信息由光的振幅和相位編碼。對於一些信號，我們不能同時測量光的振幅和相位。為了存儲這樣的量子信息，我們必須要在不測量的情況下，存儲光的信息。一旦測量，信息就丟失了。光量子存儲器將光的狀態記錄到原子云（atomic cloud）中。當原子吸收了光，原子就保有了光量子的一切信息。

固態量子存儲器

在經典計算中，存儲是不太重要的，因為信息可以複製到長期保存的存儲硬體中，未來處理時再取回就好。而在量子計算中，這是禁止的，因為根據不可克隆原理，任何量子態都不能被完全複製。因此，當沒有量子糾錯的情形下，量子位元的存儲被其保持信息的內部耦合時間所限制。除了量子位元保存時長的限制外，將量子信息，在不受環境噪音等其他因素影響的情形下，進行大量快速操作或讀取，也是一大難點。
量子宇宙學是一種嘗試以量子理論來解釋宇宙的物理學理論。它被用以嘗試解決當今古典宇宙學的未解難題，尤其是有關宇宙初始情形的相關問題。

古典宇宙學奠基於愛因斯坦的廣義相對論之上。它能夠很好地描述宇宙的演化，但在大爆炸附近的時空則不行。因為在該處，引力奇異點與普朗克時間會使得廣義相對論失效。因此，若要能完整描述時空，我們需要發展出一個能整合相對論與量子力學的萬有理論。其中例如迴圈量子重力以及弦理論都是嘗試做此種整合的候選理論。



參見


* 暗物質

* 暗能量

* 黑洞資訊悖論

* 哈密頓 - 雅可比 - 愛因斯坦方程式



參考資料


* Martin Bojowald. Quantum Cosmology. A Fundamental Description of the Universe. Lecture Notes in Physics (Springer). 2011, 835. ISBN 978-1-4419-8276-6.

腳註



外部連結


* A Layman's Explanation of Quantum Cosmology （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Lectures on Quantum Cosmology by J.J. Halliwell
量子密鑰分發協定們使用於量子密鑰分發。第一個此類協定是 1984 年發展出的 BB84 協定。在此之後，更多的協定已被發展出來。



列表


* BB84

* T12 protocol

* Decoy state protocol: A practical QKD scheme using imperfect single photon sources, such as weak coherent state sources

* SARG04

* Six-State protocol

* E91 protocol: entanglement protocol

* B92 protocol: protocol using only two nonorthogonal states by Charles Bennett

* BBM92 protocol: entanglement protocol

* MSZ96 protocol

* COW protocol: coherent one way protocol by Gisin

* DPS protocol: differential phase shift by Yamamoto

* KMB09 protocol: High Error-rate QKD protocol by Khan et al.

* HDQKD: High-dimensional Quantum Key Distribution
量子密碼學（英語：Quantum cryptography）泛指利用量子力學的特性來加密的科學。量子密碼學最著名的例子是量子密鑰分發，而量子密鑰分發提供了通訊兩方安全傳遞密鑰的方法，且該方法的安全性可被資訊理論所證明。目前所使用的公開金鑰加密與數位簽章（如 ECC 和 RSA）在具規模的量子電腦出現後，都會在短時間內被破解。量子密碼學的優勢在於，除了古典密碼學上的數學難題之外，再加上某些量子力學的特性，可達成古典密碼學無法企及的效果。例如，以量子態加密的資訊無法被複製。又例如，任何試圖嘗試讀取量子態的行動，都會改變數子態本身。這使得任何竊聽量子態的行動會被發現。



簡介

量子密碼是一種基於量子力學原理的加密方式，使用了量子位元之間的交互作用和測量來保證資訊的安全性。與傳統密碼不同，量子密碼無法被破解，因為其基於的是量子物理的本質特性，而不是數學或演算法上的計算難題。

在量子密碼中，傳送方和接收方之間使用一對量子位元（Qubits）來加密和解密資訊。傳送方將要傳輸的資訊通過量子位元傳送給接收方，這個過程會通過一個叫做「量子隧道」的通道來完成。在傳輸過程中，如果有人試圖竊取資訊，就會導致量子位元的狀態發生變化，使得接收方能夠檢測到竊聽的存在。因此，量子密碼不僅可以保證資訊的加密安全，而且能夠檢測到是否有人試圖竊取資訊。

儘管量子密碼具有極高的安全性，但是它的實現和使用仍然非常複雜和困難。需要使用先進的量子技術和裝置來實現，並且需要進行嚴格的安全性驗證和測試。因此，目前只有少數專業人士和機構能夠使用和實現量子密碼。



量子金鑰分發

量子密碼學最著名且發展最完善的應用是量子密鑰分發。量子密鑰分發是利用量子通訊的方式，讓通訊雙方（Alice 和 Bob）彼此擁有共同的密鑰。在此方法中，即使竊聽者（Eve）可竊聽通訊雙方（Alice 和 Bob）之間所有通訊，竊聽者也無法學習到有關密鑰的資訊。這是因為 Alice 利用量子態來加密密鑰，當 Eve 試圖竊聽時，根據觀察量子態勢必造成量子態改變的特性，Alice 和 Bob 會發現他們的通訊已被竊聽。此時，Alice 和 Bob 就會放棄此次的通訊。一般來說，量子密鑰分發只用來傳遞古典對稱性加密所用的密鑰。

量子密鑰分發的安全性，可在不限制竊聽者的能力之下，嚴格被數學所證明，這樣的安全性通常被稱為「無條件的安全性」。但量子密鑰分發仍需要一些最基本的假設，包括量子力學的特性成立，以及 Alice 和 Bob 可對彼此的身分進行認證，否則可能遭受中間人攻擊。

量子密鑰分發可抵抗量子電腦的攻擊是基於物理法則，而不是像後量子密碼學是基於量子電腦尚未攻破的數學難題。



參考
量子工作室（英語：Quantum Studios），是騰訊遊戲旗下的遊戲工作室，於 2008 年成立。曾開發《QQ 自由幻想》、《QQ 仙俠傳》、《鬥戰神》等遊戲。2014 年，騰訊互娛自研遊戲組織體系進行調整，原量子工作室的相關職責和人員併入光子工作室旗下的各個工作室。



旗下遊戲


* 《QQ 自由幻想》

* 《QQ 幻想世界》

* 《QQ 仙靈》

* 《QQ 仙俠傳》

* 《鬥戰神》

* 《烽火戰國》
以下為較有名的量子重力研究者列表，按姓氏拉丁字母首字序排列：


* 阿貝・阿希提卡：阿希提卡變數發明者。迴圈量子重力理論的創建者之一。

* 約翰・拜艾茲：引介自旋泡沫觀念的數學物理學家.

* 約翰・巴瑞特：數學物理學家，協助開發量子重力中的巴瑞特 - 克瑞恩模型。

* 湯姆・班克斯：理論物理學家，BFSS 矩陣理論創始人之一，主要研究弦論、全像原理與量子重力。

* 朱利安・巴爾伯：哲學家，著有《The End of Time》、《Absolute or Relative Motion?》與《The Discovery of Dynamics》。

* 馬丁・玻久華德：開創將迴圈量子重力理論應用到宇宙學的物理學家。

* 史帝夫・卡利普：3 維量子重力專家。

* 路易斯・克瑞恩：數學物理學家，協助開發量子重力中的巴瑞特 - 克瑞恩模型。

* 大衛・芬可斯坦：物理學家，對量子相對論 (quantum relativity) 與其邏輯基礎貢獻良多。

* 羅多佛・甘比尼：協助引介迴圈量子重力理論的物理學家；《迴圈、結、規範理論與量子重力》共同作者。

* 蓋瑞・吉本斯：曾對黑洞做出重要貢獻的物理學家。

* 布萊恩・格林：物理學家，鏡對稱現象發現者之一，弦論普及者，哥倫比亞大學教授

* 詹姆斯・哈妥：協助開發宇宙之哈妥 - 霍金波函數的物理學家。

* 史蒂芬・霍金：劍橋大學盧卡斯講話教授，為黑洞專家，亦是黑洞輻射的發現者。協助開發宇宙之哈妥 - 霍金波函數。

* 克里斯多福・伊閃：關注於量子重力中觀念性問題的物理學家。

* 泰德・賈寇柏森：協助開發迴圈量子重力理論的物理學家。

* 里內・洛爾：研究迴圈量子重力理論的物理學家，近期協助開發出量子重力的 causal dynamical triangulations 方法。

* 佛提尼・瑪可波羅卡拉瑪拉：物理學家，於迴圈量子重力理論與自旋網路這些領域中，研究將因果律列入考量的模型。

* 羅傑・潘洛斯：發明自旋網路與扭量理論的數學物理學家。

* 候爾黑・普林：協助開發迴圈量子重力理論的物理學家；《迴圈、結、規範理論與量子重力》共同作者。

* 卡洛・羅威利：迴圈量子重力理論創建者之一與主要貢獻者。

* 李・施莫林 — 迴圈量子重力理論創建者之一與主要貢獻者。

* 拉菲爾・索爾金：物理學家，量子重力中因果集方法的主要提倡者。

* 安德魯・施特羅明格：物理學家，主要研究弦論。

* 湯瑪斯・帖曼：物理學家，主要研究迴圈量子重力理論。

* 愛德華・維騰：首席數學物理學家，費爾茲獎得主，主要研究弦論與 M 理論。



相關條目


* 迴圈量子重力理論研究者列表

* 弦論研究者列表
量子心靈（Quantum mind）或量子意識（Quantum consciousness），是一個科學猜想，認為經典物理不能解釋意識的產生，而量子力學現象，如量子糾纏和量子疊加，會在大腦的運行中起到關鍵作用，可能是理解意識的基礎。這不是一個單一理論，而是許多不同想法的集合。



歷史

尤金・維格納提出了量子力學與心靈活動有關的想法。他認為波函數由於與意識的相互作用而坍縮。弗里曼・戴森說：「正如能做出選擇的能力所體現的那樣，意識在某種程度上來說與每個電子都有內在聯繫。」

一些其他當代物理學家和哲學家認為這些觀點不可信。維克特・斯登格認為量子意識是「應該與神，獨角獸和龍相提並論」的「沒有科學依據」的「謬見」。

大衛・查爾斯（David Chalmers）反對量子意識。他反而討論了量子力學與二元意識的關係。查爾莫斯對任何新物理學解決知覺難題的能力持懷疑態度。



參見


* 量子力學

* 德布羅意 - 玻姆理論

* 心靈哲學

* 意識的困難問題

* 機械論

* 心智理論

* 量子腦動力學

* 量子神秘主義

* 協調客觀還原



參考資料



延伸閱讀


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* Koch, C. and Hepp, K., "Quantum mechanics in the brain", _Nature_ 440, 611 (30 March 2006)

* Litt et al., "Is the Brain a Quantum Computer?" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, _Cognitive Science_ (2006)

* Lockwood, Michael. _Mind, Brain and the Quantum_. Cambridge, Massachusetts: Basil Blackwell Ltd., 1989.

* McFadden, Johnjoe (2000) _Quantum Evolution_ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） HarperCollins. ISBN 0-00-255948-X; ISBN 0-00-655128-9 . Final chapter on the quantum mind.

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* Wigner, Eugene. "Physics and the Explanation of Life", in _Foundations of Physics_, vol. 1, 1970, pp. 34–45.



外部連結


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* Online papers on consciousness （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Stanford Univ. Encyclopedia of Philosophy critical survey article Harald Altmanspacher (2006) _Quantum Approaches to Consciousness_ （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* "What is an Essentially Quantum Mechanical Effect?", Osvaldo Pessoa Jr.

* Quantum-Mind （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
量子恆道曾是一個由淘寶量子統計團隊推出的數據統計分析系統。主要用於統計淘寶網每天店鋪被訪問的實際次數、各個時段中店鋪的訪問情況、支付寶成交金額等數據。

其前身是 2007 年 7 月上線的雅虎統計功能。2008 年 9 月，雅虎統計加入淘寶，並於 2009 年 3 月正式更名為量子統計，原雅虎統計則於 2009 年 8 月下線，數據全部遷移至量子恆道中；2016 年 4 月量子恆道下線。



參考文獻



參見


* 雅虎中國

* 淘寶網

* CNZZ
量子技術（英語：Quantum Technology）是一門新興的物理和工程領域，它的原理基於量子力學的種種特性，如量子糾纏、量子疊加和量子隧穿 ，應用在如量子計算、量子傳感器、量子密碼學 、量子模擬、量子計量和量子成像等領域 。



應用

傳感

安全通信

計算



參見


* 奈米科學量子

* 原子工程



參考文獻



外部連結


* "Focus on Quantum Science and Technology Initiatives Around the World （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）", Quantum Science and Technology (2019)

* "National Strategy for Quantum Technologies （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）" UK Quantum Technologies strategy

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* "Spooky Timing: Quantum-linked photons coordinate clock ticks （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）," Science News, Vol. 166, No. 13, Sept. 25, 2004, p. 196.

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* B. Bylicka, D. Chruściński, S. Maniscalco Non-Markovianity as a Resource for Quantum Technologies arXiv:1301.2585 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* G.J. Milburn, M.J. Woolley, «Quantum nanoscience» Contemporary Physics, Vol. 49, No. 6, (2008) 413—433.

* V.E. Tarasov, «Quantum Nanotechnology» International Journal of Nanoscience. Vol.8. No.4-5. (2009) 337—344. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Quantum Feedback Control and Metrology with Cold Atoms

* Quantum Atomic Gravity Gradiometer

* Real World Quantum Effects Demonstrated （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* EPJ Quantum Technology （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Springer journal

* Quantum Science and Technology （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） IOP Publishing journal
量子拓撲（英語：Quantum topology）是連接量子力學與低維拓撲的數學分支。

狄拉克符號給出了量子力學的一種觀點，被推廣成為可以包含拓撲空間相關振幅和空間之間的相關嵌入的框架，例如三維空間中的結和結組。狄拉克符號對右矢和左矢的表示，可以被泛化成映射，表示與允許張量積的拓撲空間有關的向量空間。

涉及結組和辮群的拓撲拓撲糾纏也可以直觀地與量子糾纏連接起來。



參見


* 拓撲量子場論

* Reshetikhin–Turaev 不變量



參考資料



外部連結


* Quantum Topology （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - EMS 出版社相關期刊（英文）
量子效率（英語：Quantum efficiency，常縮寫為 QE）是用來定義光敏器件，例如底片、感光耦合元件（英語：charge-coupled device，CCD）將其受光表面接收到的光子轉換為電子 - 空穴對的百分比例，即

　
: 量子效率 = 光生電子 / 入射光子數 或

　
: ${\text{QE}}={\frac {\text{electrons/sec}}{\text{photons/sec}}}={\frac {{\text{current}}/{\text{(charge of 1 electron)}}}{({\text{total power of photons}})/({\text{energy of one photon}})}}$ 。

量子效率是元件對光敏感性的精確測量。由於光子的能量與波長的倒數成比例，量子效率的測量通常是在一段波長範圍內進行。底片的量子效率通常少於 10%，而感光耦合元件在某些波長位置具有超過 90% 的效率。



參考文獻
量子顯微鏡是可以測量物質和量子粒子的微觀屬性並能讓其成像的顯微鏡。這些顯微鏡都運用到了量子原理。第一個量子顯微鏡是掃描隧道顯微鏡，它為光離子化顯微鏡和量子糾纏顯微鏡的發展鋪平了道路。
《量子雜誌》（_英語：Quanta Magazine_）是由西蒙斯基金會於 2012 年起發行的編輯獨立的免費在線出版物，內容涵蓋數學、理論物理學、理論計算機科學與基礎生命科學等。其最初名為《西蒙斯科學新聞》（_Simons Science News_），2013 年 7 月起改為現名。

《科學美國人》、《連線》、《大西洋》等雜誌也會採用《量子雜誌》的稿件。科學新聞聚合網站 _RealClearScience_ 將《量子雜誌》列為 2016 年十大科學網站的第二名。



參考文獻



外部連結


* 官方網站
量子機器學習，是將量子算法整合到機器學習程序中。該術語最常見的用法是指用於分析量子計算機上執行的經典數據的機器學習算法，即量子增強機器學習。常規機器學習算法被用來計算海量數據，而量子機器學習利用量子位和量子運算或專門的量子系統來提高算法在程序中完成的計算速度和數據存儲。在實際操作中，量子機器學習會混合常規機器學習，先用常規計算機執行機器學習程序，然後將無法通過常規計算機完成的子程序交由量子計算機完成。這些子程序可能比較複雜，在量子計算機上執行會有著更顯著的速度提升。此外，量子算法可以用來分析量子態而不僅僅局限於常規數據。



參考文獻
量子自殺（quantum suicide）是量子力學中的一個思想實驗，由漢斯・莫拉維克和布魯諾・馬查爾（Bruno Marchal）於 1980 年代末分別提出。該實驗由薛丁格貓實驗推廣而來，可以用來區分哥本哈根詮釋與多世界詮釋。

實驗將「薛丁格貓」中的貓改為一個實驗者。此時根據哥本哈根詮釋，實驗者在實驗中存活與否的機率各有 50%。而根據多世界詮釋，實驗後會在兩個不相干的世界中各存在一個實驗者，其中一個活著，而另一個則死了。那麼如果多世界詮釋是正確的話，在經過任意次實驗後，總會存在某個世界，其中實驗者永遠不會死（只有這個世界對實驗者有意義的），這便被稱為量子永生（quantum immortality）。



參見


* 平行宇宙

* 多世界詮釋

* 量子心靈

* 量子神秘主義



參考文獻
量子泡沫（英語：Quantum foam），又稱時空泡沫或惠勒泡沫（英語：space time foam），是一種物理概念，最早在 1955 年由約翰・惠勒所提出量子力學中的一個概念。量子泡沫即為誕生前宇宙的概念化。

在量子泡沫的普朗克尺度（10-35 公尺）裡，時空不再是平滑的，許多不同的形狀會像泡沫一樣隨機浮出，又隨機消失，這樣在微小世界的能量起伏，就是所謂的「量子漲落」。在量子漲落中形成的小通道，就是所謂的蟲洞，而這些量子蟲洞則又可以連接到周遭眾多的起伏泡沫，那些量子泡沫就是幼宇宙。

量子泡沫可用於極小尺度（普朗克長度量級）下量子振蕩的定性描述。在這麼小的尺度下海森堡的不確定性原理允許能量暫時產生並瞬間產生粒子和反粒子，然後在不違反物理守恆定律下互相湮滅，由於此處討論的時間和空間規模極小，且加上虛擬粒子增加的能量，根據愛因斯坦的廣義相對論，表明，在足夠小的範圍內，這些波動的能量將是大到足以使在較大的尺度上可觀測到相對平滑時空的顯著偏離，有如泡沫一般，因此，在量子泡沫裡，空間沒有一定的結構，對於各種不同的形狀和曲度都有不同的機率。



參見


* 量子退火

* 黑洞輻射



參考文獻



外部連結


* John Archibald Wheeler with Kenneth Ford. _Geons, Black Holes, and Quantum Foam._ 1995 ISBN 0-393-04642-7.

* Reginald T. Cahill. _Gravity as Quantum Foam In-Flow._ June 2003.

* http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=borrowed-time-interview-w （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

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* Quantenschaum （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Video (2 min) - Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik

* Spacetime foam （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Video (1 min, engl. gesprochen)

* Lee Smolin: Quanten (-Gewebe) der Raumzeit (pdf; 369 kB) - Spektrum der Wissenschaft 2005
量子波動速讀是中國大陸一些培訓機構聲稱使用量子力學現象進行快速閱讀的偽科學，在 2019 年 10 月引發媒體廣泛報導，並在中國大陸受到多方質疑。



經過

有多家培訓機構聲稱「量子波動速讀」可利用「HSP 高感知力」，能夠讓學員在 5 分鐘之內閱讀 10 萬字，甚至還能過目不忘等等。網際網路上有人發布北京某教育機構組織學生進行量子波動速讀比賽，有學生以極快的速度翻閱書本。一旁還有老師監督。影片發布者稱，只需要不停翻書，就能閱讀、理解書本內容。該影片還稱，此閱讀方法的原理在於「量子會跟量子產生糾纏」，過程中「會產生波粒二象性，通過眼睛作用於大腦，最後眼動腦動，讀完整本書。」此閱讀技術的培訓費用在半年 6000 元到終身 26 萬元之間不等。《北京青年報》推測分析，「量子波動速讀」想要包裝的物理學原理是利用量子波動「讓頭腦中產生動態影像」，以此「讓感知器官產生多維感受」。此外，還有兒童蒙上雙眼，通過「開發松果體」、打開「天眼」，從而直接「感知」書籍內容。深圳市福田區的培訓機構沐憶學堂稱該速讀技巧的原理是利用其「速讀腦波音頻」與右腦形成「共鳴」，從而達到開發右腦潛能的效果。在該機構 2019 年 6 月 26 日發布在微信公眾號的一篇文章《沐憶速讀 —— 開啟全民閱讀大時代》中，沐憶學堂稱自己「通過有版權的訓練系統，以提升青少年專注力為前提，幫助孩子達到每分鐘萬字以上的閱讀水平」。也有北京的全腦教育培訓機構稱自己的課程中雖然推出「量子波動速讀」，但這只是個噱頭而已，與量子無關，「更像是升級版的快速閱讀」。

經過媒體報導後，量子波動速讀引起中國大陸執法部門重視。10 月 16 日，江蘇省鹽城市大豐區市場監管部門表示，已對聲稱能夠培訓「量子波動速讀」的教育機構進行現場調查，但未發現相關內容。監管部門對該機構其他不恰當宣傳進行拆除，並要求其進行整改。10 月 23 日下午，深圳市市場監督管理局通報，經 10 月 17 日的檢查發現，沐憶學堂在起宣傳材料上發布的相關內容違規。該局對培訓機構發出詢問通知書，並持續立案調查。10 月 30 日，深圳市教育局發布《關於禁止中小學生參加「量子波動速讀」培訓核查有關情況的通知》，禁止該市中小學生參加量子波動速讀的培訓，並組織培訓家長不要聽信培訓機構的誤導宣傳。

2020 年 1 月，中華人民共和國國務院教育督導委員會辦公室發布對培訓機構違規培訓的查處情況通報，其中，多家量子波動速讀培訓機構被關停。



反響

被懷疑是網絡上流傳影片中比賽組織者的北京市的心智通啟光教育稱自己只教授普通的速讀速記，從未承諾過 5 分鐘讀完一本書。而且，影片中出現的 logo 不是心智通啟光教育的 logo，是分校自己加到海報上去的。該機構還調侃自己「很躺槍」。

延安大學神經外科教授周志武在接受中新社採訪時表示，科學上「並不存在任何專門開發孩子腦潛力的技術。」教育學者韓永順在接受採訪時表示，人在經過眼跳訓練之後可能做到每分鐘 3000 字，並理解六成以上的內容，但這種速度受限於閱讀者的認知、經驗、知識背景等，更何況不是所有文章都適合速讀。韓永順還說，一切鼓吹能短時間大幅提高孩子閱讀速度、技巧的方法都是騙人的。中央電視台評論員謝偉鋒表示，量子波動速讀刻意混淆概念，只會讓孩子練得「翻書比翻臉還快」的無用技能，不如多花時間陪伴孩子。網際網路上也有人表示，這種讀法「不是讀書是搧風」、交「智商稅」。

《北京青年報》評論，這種閱讀法雖然明顯有悖常識、屬於偽科學，但依然讓眾多家長趨之若鶩，就是因為培訓機構意識到家長存在「教育焦慮」，不希望自己的孩子落後。量子波動速讀經過科學包裝後，家長會形成「寧可信其有」的心態，但到頭來反而可能會影響到孩子思維的正常發展。《人民日報》援引中國教育科學研究院研究員儲朝暉的評論，稱在此事件中，誘因是家長望子成龍的心態，而最終決定報名培訓班是由於家長的科學素養有待提高。

《人民日報》在 11 月 16 日作出估計，此謠言的中老年關注人數有 52.5 萬。



另見


* 量子神秘主義
量子演算法（Quantum algorithm；量子算法）是在量子計算中，於量子計算的現實模型上運行的演算法，最常用的模型是量子線路的計算模型。經典（或非量子）演算法是有限的指令序列，或用於解決問題的分步驟過程，其中每個步驟或指令都可以在經典計算機上執行。同樣地量子演算法是一個循序漸進的過程，其中每個步驟都可以在量子計算機上執行。儘管所有經典演算法也可以在量子計算機上執行，量子演算法一詞通常用於那些看起來本質上是量子的演算法，或者使用量子計算的某些特性，例如量子疊加、或量子糾纏等。

使用經典計算機對於不可判定問題仍然無法使用量子計算機判定。量子演算法的有趣之處在於它們可能比經典演算法更快地解決一些問題，因為量子演算法利用的量子疊加及量子糾纏可能無法解決在經典計算機上進行有效的模擬（參閱量子計算優越性）。

最著名的演算法是用於因式分解的蕭爾演算法以及用於搜索非結構化資料庫，或無序列表的格羅弗算法。蕭爾演算法比最著名的經典分解算法（普通數域篩選法）運行得快得多（呈指數級）。對於相同的任務，格羅弗演算法的查詢複雜度跟經典演算法相比有平方的加速。



註釋



參閱


* 量子編程



外部連結
量子點顯示器（Quantum dot display）是一種藉由量子點（Quantum dot, QD）或半導體奈米晶體其之特殊光電性質可產生純色之紅、綠和藍光之三原色以作為顯示應用的技術。


* 光致發光量子點 (Photo-emissive quantum dot)

在於現今顯示產業主要是將量子點製作成量子點薄層，並將該層置入於液晶顯示器 (LCD) 之背光模組 (BLU，Backlight Unit) 中以其相較於無使用量子點薄層之液晶顯示器更能降低背光亮度落失及 RBG 彩色濾光片 (Color filter) 之色彩串擾 (Cross talk)，進而得到更佳的背光利用率及提升顯示之色域空間 (Color gamut) 之優點，而此種方式之應用也同樣使用於擁有彩色濾光片設計之白光，藍光或紫外光 (UV) 之有機發光二極體 (OLED) 顯示器。


* 電致發光量子點 (Electro-emissive / Electroluminiscent quantum dot，QD-LED / EL-QLED / ELQD / QDEL)

目前此顯示技術仍處於實驗性質，類似如主動矩陣有機發光二極體 (AMOLED) 和微發光二極體 (MicroLED) 之顯示應用，發光方式是由電流直接導入各像素中的無機奈米粒子。 QD-LED 顯示器將能提供大呎吋、可撓式面板並且將可避免 OLEDs 之產品壽命不佳的缺點，因此預期 QD-LED 顯示器將展開應用於平面電視、數位相機、行動電話及手持式遊戲主機。

量子點顯示器藉助量子點發出頻譜集中、故可得純正的高質素紅 / 綠單色光，超越了傳統 LED 背光的螢光粉發光特性。其與 OLED（有機發光半導體）顯示技術相似，發光頻譜可按工藝所需進行調控，進而提高了顯示效率。美國 QD Vision 公司率先將量子點技術應用於顯示器領域。

目前於 2018 年所有應用量子點之顯示器並命為 QLED 者皆是使用光致發光量子點技術，如前所提電致發光量子點技術，QD-LED 顯示器仍於實驗室發展階段。



工作原理

使用量子點作為發光來源的概念源起於 1990 年代，主要應用於量子點紅外光偵測器、發光二極體和單色光發射元件。直至 2000 年早期了解並開發量子點作為發光源及顯示技術的用途。 不論光致發光量子點或電致發光量子點均可引入顯示技術工藝，且因其可放出更純淨之單色光頻譜，故相比於以白光光源經彩色濾光片產生三原色之顯色方式，能有更好的光利用效率及色彩飽和度以達到 100% Rec. 2020 色域標準。

量子點增強膜

現行實際應用為使用量子點增強膜 (Quantum dot enhancement film, QDEF) 改善一般發光二極體顯示螢幕 (LED TVs) 之背光光源。從 LED 背光源發射之藍光經 QDEF 後可轉換成相對純色之紅、綠光，以此產生之藍、綠和紅光能降低藍 - 綠光串擾及於彩色濾光片的光吸收率，因此能有更佳的光穿透性和表現色域空間。

量子點彩色濾光片

主動矩陣發光二極體



量子點光學特性



製造程序



比較



參見



參考文獻



外部連結


* Quantum Dots: Technical Status and Market Prospects （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Quantum dots that produce white light could be the light bulb’s successor （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
量子熱力學 是指關於熱力學和量子力學這兩門相互獨立的物理理論間的關係的研究領域。熱力學和量子力學都討論有關光和物質的物理現象。 1905 年，阿爾伯特・愛因斯坦提出，熱力學和電磁學之間應該保持一致，由此得出了光的量子化理論，給出了 $E=h\nu $ 的關係；該論文是量子理論的曙光。幾十年過去，量子理論已經建立在另一套獨立的規則之上。 而目前，量子熱力學解決了熱力學定律怎樣從量子力學中導出的。相比於量子統計力學，量子熱力學強調從平衡態脫離的動態過程，並且試圖建立能使量子熱力學適用於單個量子系統的理論。



動態觀點

量子熱力學與開放量子系統密切相關。
量子熱力學用量子力學在熱力學中引入動態演化，從而為有限時間熱力學奠基。
它的主要假設是把整個世界看作閉系，從而其時間演化決定於由總哈密頓量生成的么正變換。
在熱浴模型下，組合系統的總哈密頓量可以分解為：

　
: $H=H_{\rm {S}}+H_{\rm {B}}+H_{\rm {SB}}$

其中 $H_{\rm {S}}$ 是系統的哈密頓量， $H_{\rm {B}}$ 是熱浴的哈密頓量， $H_{\rm {SB}}$ 是系統與熱浴的相互作用項。
系統的狀態由下列組合系統與熱浴的偏跡給出： $\rho _{\rm {S}}(t)=\mathrm {Tr} _{\rm {B}}(\rho _{\rm {SB}}(t))$ 。
系統的動力學通常只需要用系統算符描述，與此等價，也可以用約化的動力學描述整個系統的動力學。
假設系統的動力學具有馬爾可夫性質，那麼開放量子系統的基本運動方程就是 Linblad 方程 (GKLS):

　
: ${\dot {\rho }}_{\rm {S}}=-{i \over \hbar }[H_{\rm {S}},\rho _{\rm {S}}]+L_{\rm {D}}(\rho _{\rm {S}})$

其中 $H_{\rm {S}}$ 這一部分是一個 (厄密的) 哈密頓量 ，而 $L_{\rm {D}}$ 是： $L_{\rm {D}}(\rho _{\rm {S}})=\sum _{n}\left(V_{n}\rho _{\rm {S}}V_{n}^{\dagger }-{\frac {1}{2}}\left(\rho _{\rm {S}}V_{n}^{\dagger }V_{n}+V_{n}^{\dagger }V_{n}\rho _{\rm {S}}\right)\right)$



參見


* 熱量子場論

* 量子統計力學



參考
量子相變是指發生在絕對零度的相變現象。與熱相變不同的是，熱相變的發生是由於熱擾動所造成，而量子相變是經由量子漲落所造成。

量子相變的發生代表著在量子多體系統中基態的性質隨著外部參數發生突然的驟變。傳統上研究量子相變的方法和研究熱相變的方法類似，主要根據朗道的對稱破缺理論和序參量來決定量子系統的相圖。近年來由於量子信息的蓬勃發展，有一些物理學家利用量子信息學來研究量子相變，例如糾纏熵和保真度。
《量子裂痕》（英語：Quantum Break，中國大陸譯作「量子破碎」）是一款由綠美迪娛樂開發，微軟工作室發行的科幻類動作冒險第三人稱射擊遊戲，於 2016 年 4 月 5 日登陸 Microsoft Windows 和 Xbox One 平台。在少量的行動導向章節中，該遊戲還具有平台遊戲元素。一些「分叉點」會影響遊戲的劇情走向。遊戲加入了真人電視劇集，演員飾演遊戲中的角色，根據玩家的選擇，呈現相應的劇情。

遊戲最初被綠美迪看作是旗下遊戲《心靈殺手》的續作。因為微軟想要一個新的智慧財產權，遊戲的焦點轉移到了時間旅行。團隊在構造遊戲中的虛構科學時諮詢了一些科學家。遊戲部分由綠美迪內部開發，山姆・萊克負責監製。影集部分由 Lifeboat Productions 製作，本・科泰執導。尚恩・艾希摩、埃丹・吉倫和藍斯・瑞迪克飾演了遊戲中的幾名重要角色。遊戲使用了綠美迪開發的新引擎 Northlight 和一種名為數字分子物質（DMM）的技術。

遊戲於 2013 年年中公布，預計 2015 年發行，但為避免與其他 Xbox One 獨占遊戲競爭，遊戲的發行被推遲。本作發行後受到了積極的評價，評論者稱讚了遊戲的畫面、玩法與故事，不過對平台元素的加入、電子遊戲和真人短片的融合以及影片的整體質量意見不一。Windows 10 版本因技術問題而受到批評，所以遊戲又於 2016 年 9 月 29 日在 PC 數位發行平台 Steam 發行。《量子裂痕》是微軟自 Xbox One 推出以來發行的最暢銷的新遊戲 IP（非續作遊戲）。



情節

遊戲設置在虛構的河港市，講述了河港市大學物理學院教授保羅・瑟林一直致力於時間機器的研究，在一次失敗的實驗後，和前來大學拜訪他的昔日好友傑克・喬伊斯同時獲得了操縱時間的能力，但傑克與保羅在如何應對時空混亂帶來的末日問題上發生衝突，在遊戲過程中，時間體系會隨時崩潰，導致環境中的時間暫停、斷續、倒流和凍結，玩家扮演傑克在遊戲中會與保羅的莫納其公司 (Monarch Solutions) 展開對抗。



玩法

《量子裂痕》是一款第三人稱動作冒險遊戲。玩家扮演傑克・喬伊斯，他擁有操縱時間的力量，不受凍結一切的跳針現象的影響。玩家會面對各種敵人，如莫納其保安人員 (Monarch security guards)；配備了特殊的衣服，可以操縱時間的打擊者； 全副裝甲，配備強大火器的重裝戰士。不同的敵人有不同的攻擊方式，玩家需要部署相應的戰略戰術來打敗他們。



角色



相關作品

小說

《_Quantum Break: Zero State_》（2016）- 作者是 Cam Rogers



參考資料



外部連結


* 官方網站

* 網際網路電影資料庫（IMDb）上《量子裂痕》的資料（英文）
量子科學中心站，為中國安徽省合肥市的一座地鐵車站，工程站名長寧大道站，位於望江西路與長寧大道交叉口，為合肥軌道交通 6 號線與 7 號線的換乘站，6 號線一期工程建成前與 4 號線貫通運營。



車站結構

量子科學中心站位於望江西路與長寧大道交叉口，為 4、7 號線換乘站。 4 號線沿望江西路南側東西向布置，7 號線沿長寧大道南北向布置。4 號線車站為地下兩層雙柱三跨島式車站，站台寬度 14m，7 號線車站為地下三層雙柱三跨島式車站，站台寬度 14m，設 7 個出入口，5 組風亭，2 座冷卻塔。



參見


* 南崗站 (合肥軌道交通)



參考文獻
國立研究開發法人量子科學技術研究開發機構（日語：国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構／りょうしかがくぎじゅつけんきゅうかいはつきこう，英語：National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology，簡稱：量研機構、QST）是日本的研究所。

國立研究開發法人放射線醫學綜合研究所，是由國立研究開發法人日本原子能研究開發機構量子光部門的一部分，以及核融合研究部門整合、變更名稱而來。

研究領域有影像診斷學，以及量子光（游離輻射、高強度雷射、同步輻射）和核融合。



研究據點


* 放射線醫學綜合研究開發部門
  
* 放射線醫學綜合研究所（總部）
  
  　
  : 進行放射醫學相關的研究。
  
* QST 醫院
  
* 高度曝射醫療中心

* 量子光科學研究部門
  
* 高崎量子應用研究所
  
  　
  : 放射性同位素實驗的研究所。同時也進行在醫療和生物實驗等所使用的放射性同位素的製造等。
  
* 關西光科學研究所
  
  　
  : 京都府木津地區（木津川市關西文化學術研究都市內）和兵庫縣播磨地區（播磨科學公園都市內）兩處。進行量子光束利用研究、光源開發研究、中子生命科學研究、高度計算科學技術研究、輻射光科學研究等工作。

* 核融合能源研究開發部門
  
* 次世代放射光設施整備開發中心

* 核融合能量部門
  
* 那珂核融合研究所
  
  　
  : 日本國內托克馬克型核融合實驗研究所。正在建設 JT-60SA。
  
* 六所核融合研究所
  
  　
  : 原 ITER 候補地、進行 IFMIF 的設計活動。



主要設施


* TIARA：離子照射研究所

* SPring-8：大型輻射光設施。兩個擁有專用電子束線。

* HIMAC ：重粒子射線治療裝置

* JT-60SA ：托克馬克型核融合實驗爐



關聯項目


* 幅広いアプローチ
在凝聚態物理中，量子線指導電性質受到量子效應影響的導線。由於該效應通常在奈米尺度才出現，故也稱為奈米線。由於傳導電子在切向上受到量子束縛，切向能量呈現量子化: $E_{0}$ ("基態" 能量), $E_{1}$ ,... (另見量子諧振子). 量子化的主要後果是量子線的電阻不能用傳統的公式:

 $R=\rho {l \over S}$
獲得 (這裡 $\rho $ 電阻係數， $l$ 長度， $S$ 截面積)。

 
量子線電阻必須通過對橫向能量的精確計算而獲得，而且必然是量子化的。

奈米線的直徑越小，這種量子效應就愈加明顯。半導體線的電阻在直徑 100 奈米左右開始顯示可觀測的量子性，而金屬要在原子量級才能顯現.



碳奈米管

碳奈米管被視作最具有可行性的量子線。

碳奈米管具有一些特殊的電學性質。常用矢量 Ch 表示碳奈米管上原子排列的方向，其中 $\mathbf {C_{h}} =n\mathbf {a_{1}} +m\mathbf {a_{2}} $ ，記為 (n,m)。a1 和 a2 分別表示兩個基矢。(n,m) 與碳奈米管的導電性能密切相關。對於一個給定 (n,m) 的奈米管，如果有 2n+m=3q（q 為整數），則這個方向上表現出金屬性，是良好的導體，否則表現為半導體。對於 n=m 的方向，碳奈米管表現出良好的導電性，電導率通常可達銅的 1 萬倍。取決於其方向性，碳奈米管可用來製作半導體晶片中的導線和電晶體，有望得到更大的開通電流和更快的速度，可用於替代矽晶片，但該技術仍在研究中。



量子線的用途

量子線可以用來製作電晶體。電晶體是現代電子電路的基本構成元件。對於製作電晶體來說，最關鍵的問題是確保柵極能夠有效控制對導電溝道的開閉。根據摩爾定律，電晶體的尺寸將會越來越小，直到奈米級別。這使得保持足夠的控制越來越困難。

如果把柵極製作在奈米線外圍，用量子線作導電溝道，這樣的電晶體將會有優良的導電特性。



參閱


* 奈米線

* 量子點

* 量子阱 -- 指具有離散能量值的勢阱
量子線路或沿用古典稱呼而稱作量子電路，是在抽象概念下，對於量子資訊儲存單元（例如量子位元）進行操作的線路。組成包括了於量子資訊儲存單元、線路（時間線），以及各種邏輯閘；最後常需要量子測量將結果讀取出來。

實際上在以物理系統實踐量子計算機時，需要透過轉換，成為實際上的操作方式。例如在核磁共振量子電腦，就需要轉換成射頻，或者射頻搭配梯度磁場的磁振脈衝序列。



接線

不同於傳統電路是用金屬線所連接以傳遞電壓訊號或電流訊號；在量子線路中，線路是由時間所連接，亦即量子位元的狀態隨著時間自然演化，過程中是按照漢密頓算符的指示，一直到遇上邏輯閘而被操作。



邏輯閘

量子邏輯閘可以分為針對單一量子位元的操作，或者是使兩個位元發生互動關係。列舉如下：

單一位元操作


* 量子反閘（ (quantum) NOT gate）

* 相位偏移閘（phase shift gate）

* 旋轉閘（rotation gate）：旋轉閘為最廣義的單位元邏輯閘，事實上可以包括相位偏移閘、反閘等特例。

雙位元操作


* 受控反閘（controlled NOT gate）

* 受控相位偏移閘（controlled phase shift gate）

* 互換閘（swap gate）

邏輯閘通用性

事實上，任一種量子線路邏輯閘可以由單一位元邏輯閘與雙位元邏輯閘的結合運用所組成，這稱為邏輯閘通用性（universality of logic gates）。基於這個機制，可以利用旋轉閘和受控反閘組出對三個以上位元的操作。
量子編程（Quantum programming）是匯編指令序列之行程，稱為量子程序，能夠在量子計算機上運行。量子編程語言使用高級結構化的形式以助表達量子演算法的計算。



量子指令集

量子指令集用於將更高級別的演算法轉換為可以在量子處理器上執行的物理指令。有時這些指令是特定於給定的硬體平台，例如離子阱或超導量子位元。

cQASM

cQASM，也稱為通用 QASM，是一種與硬體無關的 QASM，可保證所有量子編譯以及仿真工具之間的互相操作性。它是由 TUDelft 的 QCA 實驗室所引入的。

Quil

Quil 是一種用於量子計算的指令集架構，它首先引入了共享量子 / 經典的記憶模型。它是由 "羅伯特・史密斯"(Robert Smith)、"邁克爾・柯蒂斯"(Michael Curtis)，與 "威廉・曾"(William Zeng) 在 "實用量子指令集架構"(A Practical Quantum Instruction Set Architecture) 一文中介紹的。許多量子算法（包括量子隱形傳態、量子誤差更正、模擬、以及優化演算法）需要共享記憶架構。

OpenQASM

OpenQASM 是 IBM 引入用於 Qiskit 及 IBM 量子體驗平台的中介表示。

Blackbird

Blackbird 是哈納杜量子技術公司及史特貝利菲爾德公司 (Strawberry Fields) 使用的量子指令集與中介所表示的。Blackbird 旨在表示可以於光子量子硬體上運行的連續可變量子程序。



註釋



延伸閱讀



參閱


* Quil (指令集架構)

* OpenQASM



外部連結
量子級聯雷射器（Quantum Cascade Laser, 縮寫：　ＱＣＬ）是一種能夠發射光譜在中紅外（Midwave Infrared）和遠紅外頻段雷射的半導體雷射器。它是由貝爾實驗室哲羅姆・菲斯特、費德里科・卡帕索等人於 1994 年率先實現。

通常的半導體雷射器是發光的機制是導帶和價帶中的電子電洞對在複合過程中發出光子，而量子級聯雷射器的原理則是，在多層半導體形成的週期性量子阱超晶格結構中，利用其子能帶之間的電子躍遷發光，這個想法首先由 R.F. Kazarinov 和 R.A. Suris 在 1971 提出，論文題目為《在超晶格結構半導體中實現電磁波放大的可能性》（_Possibility of amplification of electromagnetic waves in a semiconductor with a superlattice_）。



雷射類型

儘管量子級聯增益介質可用於產生超發光配置的非相干光，但它最常用於與光學腔結合以形成雷射。

法布立 - 培若雷射器

這是量子級聯雷射器中最簡單的一種。 首先用量子級聯材料製造光波導以形成增益介質。 然後切割晶體半導體元件的端部以在波導的任一端上形成兩個平行的反射鏡，從而形成法布立 - 培若（Fabry-Pérot）諧振器。 從半導體到空氣界面的解理面上的殘餘反射率足以產生諧振器。 法布立 - 培若量子級聯雷射器能夠產生高功率，但在較高工作電流下通常是多模式。 可以通過改變量子級聯裝置的溫度來主要改變波長。

分布式回饋雷射器

分布式回饋（Distributed feedback, 縮寫：　DFB）量子級聯雷射器類似於法布立 - 培若雷射器，除了在波導頂部構建的分散式布拉格反射器（DBR）以防止其以不同於所需波長的方式發射。 這迫使雷射器的單模操作，即使在較高的工作電流下也是如此。 DFB 雷射器可以通過改變溫度來進行調諧，儘管通過脈衝 DFB 雷射器可以獲得有趣的調諧變體。 在這種模式下，雷射的波長在脈衝過程中迅速「啁啾 (Chirp)」，從而可以快速掃描光譜區域。

外腔量子級聯雷射器

在外腔（External cavity, 縮寫：　EC）量子級聯雷射器中，量子級聯元件用作雷射增益介質。 波導小平面中的一個或兩個具有抗反射塗層，其抵抗切割小平面的光學腔作用。 然後將鏡子布置在量子級聯裝置外部的配置中以產生光學腔。

如果在外腔中包括頻率選擇元件，則可以將雷射發射減少到單個波長，甚至可以調諧輻射。 例如，繞射光柵已被用於製造可調諧雷射器，其可調諧其中心波長的 15％以上。

擴展調諧設備

存在幾種僅使用單片集成元件來擴展量子級聯雷射器的調諧範圍的方法。 集成加熱器可以將固定工作溫度下的調諧範圍擴展到中心波長的 0.7％，通過 Vernier 效應工作的上層結構光柵可以將其擴展到中心波長的 4％，相比之下，標準 DFB 設備 < 0.1％。



應用

法布立－培若（Fabry-Perot　縮寫 FP）量子級聯雷射器於 1998 年首次商業化，分布式回饋（DFB）元件於 2004 年首次商業化，並且廣泛可調諧的外腔量子級聯雷射器於 2006 年首次商業化。高光功率輸出，調諧範圍和室溫操作使量子級聯雷射器（QCL）可用於光譜應用，如環境氣體和大氣污染物的遙感和安全應用。 它們最終可用於在能見度差條件下的車輛巡航定速，防撞雷達，工業過程控制，和醫療診斷如呼吸分析儀。 量子級聯雷射器也用於研究電漿化學。



參考文獻
在數學物理中，量子群(quantum group) 是一系列代數結構的通稱，是霍普夫代數 之特例，可以看作 q - 量子化的李代數。雖其名中有一「群」字，但量子群不是群。量子群表示理論可產生楊 - 巴克斯特方程解；以此可以構造紐結的不變量。



參考文獻
量子剪裁（或量子裁剪，英文：Quantum cutting）是指螢光材料每吸收一個大能量光子就會放出兩個小能量光子的物理現象，其理論量子產率為 200％。
量子計算暨量子信息（Quantum Computation and Quantum Information）是一本由邁克爾・尼爾森與艾薩克・莊所編寫的量子信息科學教科書，也被視為在量子計算信息學科方面的標準教科書。本書被非正式地稱為 "邁克與艾克"(Mike and Ike)，即是以二位著者的暱稱稱之。本書假設讀者在量子力學及計算機科學方面的先前經驗不多，而針對這兩方面的相關特徵進行獨立的介紹。（洛夫・格羅弗回憶起一位博士後研究員貶低本書的評論，"這本書太初級了 —— 它甚至假設讀者是不了解量子力學的基本知識而開始論述。" 本書的內容不是要討論量子計算機的實驗成果，而是專注在論述較簡要的量子信息理論。

截至 2020 年 1 月，本書已在 Google 學術搜索中被引用超過 39,000 次。在 2019 年，尼爾森為他的量子國家專案計劃 (Quantum Country project) 改編了本書的部分內容。



目錄 (十週年紀念版)


* Chapter 1: Introduction and Overview (介紹及概述)

* Chapter 2: Introduction to Quantum Mechanics (量子力學導論)

* Chapter 3: Introduction to Computer Science (計算機科學導論)

* Chapter 4: Quantum circuit (量子線路)

* Chapter 5: The Quantum Fourier transform and its Applications (量子傅立葉變換)

* Chapter 6: Grover's algorithm (格羅弗算法)

* Chapter 7: Quantum Computers: Physical Realization (量子計算機：物理實現)

* Chapter 8: Quantum Noise and Quantum Operations (量子雜音及量子操作)

* Chapter 9: Distance Measures for Quantum Information (量子信息的距離測量)

* Chapter 10: Quantum error correction (量子糾錯更正)

* Chapter 11: Entropy and Information (熵及信息)

* Chapter 12: Quantum Information Theory (量子信息論)

* Appendix 1: Notes on Basic Probability theory (基本概率論註記)

* Appendix 2: Group theory (群論)

* Appendix 3: The Solovay–Kitaev theorem (索洛維 - 基塔耶夫定理)

* Appendix 4: Number theory (數論)

* Appendix 5: Public key cryptography and the RSA Cryptosystem (公開密鑰加密及 RSA 密碼系統)

* Appendix 6: Proof of Lieb's theorem (利布定理證明)

* Bibliography (參考文獻)

* Index (索引)



評論

彼得・蕭爾稱本書為 "一本極佳的書籍"。洛夫・格羅弗亦稱本書為 "量子信息領域的聖經"。斯科特・亞倫森談到本書時說："人們親切地稱這本書為《邁克與艾克》，它仍然是所有其他人都可以與之進行比較的量子計算教科書。" 大衛・迪文森佐說，"與之前的任何嘗試相比，本書更清晰地確定量子信息理論的基本基礎，甚至在少數的量子信息研究案例中，允許作者獲得一些原始成果、並指向新的研究方向。" 於 2001 年 11 月版的物理學基礎期刊的評論說，"在為數不多的關於這個新主題的書籍中，本書的論述是最完整和最全面的。"



版本

1. Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. Quantum Computation and Quantum Information 1st. Cambridge: Cambridge University Press. 2000. ISBN 978-0-521-63503-5. OCLC 634735192.
2. Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L. Quantum Computation and Quantum Information 2nd. Cambridge: Cambridge University Press. 2010. ISBN 978-1-107-00217-3. OCLC 844974180.



註釋



參閱


* 索洛維 - 基塔耶夫定理 (Solovay–Kitaev theorem)



外部連結


* Quantum Computation and Quantum Information: Cambridge （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Quantum Computation and Quantum Information: Physics Today （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Quantum Computation and Quantum Information: ACM Guide books （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
量子貨幣(Quantum Money) 是以量子力學為原理設計的貨幣，該原理使貨幣不能被偽造，這概念對量子密鑰分發的發展造成了一定的影響。

這概念是由哥倫比亞大學一位研究生史蒂芬・威斯納在大約 1970 年提出的，但被多本科學期刊拒絕刊登，直至 1983 年。



原理

雖然量子貨幣名為貨幣，但在使用方式上它更像是一種支票，因為每次交易均需銀行方面核實。每張量子貨幣上除了印上一個獨特的編號外，亦擁有一個孤立的有兩個量子態的量子系統。例如擁有四個偏震面 (相對垂軸 0°, 45°, 90°, 135°) 其中一個的光子。這四種光子都是其中一個量子系統中的其中一個量子態：(0°, 90°) 基底或 (45°, 135°) 基底。

銀行將持有所有偏震面和對應貨幣編號的紀錄，在貨幣上，則只印有編號，偏震面則被隱藏。由於銀行擁有偏震面的紀錄，它能在任何時候在不干涉量子態的情況下測量它量子態，但對不清楚基底的偽幣製造者來說，即使他知道銀行使用哪兩種基底，只要他使用了錯誤的 (即另一組) 基底來測量光子，便會對光子造成干涉，令造出來的假幣擁有他使用的 (但可能錯誤的) 基底。

對於每一個光子，偽造者有 $3/4$ 的機會成功複制它。如果貨幣上光子的數量是 $N$ ，一張偽幣只有 $(3/4)^{N}$ 的機會通過銀行的檢驗。如果 $N$ 是很大的，這個機會率將以指數下降。事實上，不可克隆原理證明了一個量子將態不能被複製，亦證明了這個系統的安全性。



實際限制

目前，實現量子貨幣所需的技術尚未存在，遑論足以大規模於市面使用，所以其局限性只是理論上的討論。

除了實體貨幣外，數位量子貨幣也是一種可行的方向，但是，與其他普遍的數位貨幣 (如比特幣等) 不同，根據不可克隆原理，量子貨幣不能被備份。一個折衷辦法是使用 quantum error-correcting codes，並將貨幣分成部分儲存在不同的地方，當其中某部分被損壞時，該錯誤能被復原。

即使一張貨幣未能通過銀行的檢驗，亦不代表它一定是偽幣：它可能是真幣，但它的光子偏震面受外界環境影響改變了，或曾被以錯誤的基底測量過 (可能是企圖製造偽幣的人，或壞掉的驗鈔機)。
量子躍遷（quantum jump）又稱量子跳躍、量子跳變，是量子系統（原子、分子、原子核）從一個量子態到另一個量子態，並從一個能級到另一個能級的「突然轉變」，屬一量子物理學術語。當量子系統吸收能量時，會發生向更高能級的轉變，此過程稱為激發（excitation）；而當量子系統失去能量時，會過渡到較低的能級，此過程稱為退激（deexcitation）。

量子躍遷常指電子從原子的一個軌道狀態（量子態）跳躍到另一個軌道狀態（量子態）上的過程；這一過程是不連續的，也就是不存在電子處於兩個軌道之間的狀態。



參考文獻



外部連結

YouTube 上的影片
量子退火（英語：Quantum annealing）是一種量子漲落特性的次經驗演算法，可以在目標函數擁有多組候選解答的情況下，找到全局最優解。量子退火主要用於解決離散空間有多個局部最小值的問題 (組合優化問題)，例如尋找自旋玻璃的基態。

量子退火首先從權重相同的所有可能狀態（候選狀態）的量子疊加態開始運行，接著物理系統依含時薛丁格方程開始量子演化。根據橫向場的時間依賴強度，狀態之間產生量子穿隧，使得所有候選狀態的機率幅不斷改變，實現量子並行性。若橫向場的變化速度足夠慢，則系統會保持在接近瞬時哈密頓量的基態，此即為絕熱量子計算。若橫場的變化速度加快，則系統可能會暫時離開基態，而最終問題哈密頓量的基態將會增加更多的可能性，此即非絕熱量子計算 (diabatic quantum computation)。橫向場最終被關閉，並且預期系統已得到原優化問題的解，也就是到達相對應的經典易辛模型基態。在最初的理論被提出之後，隨即有了隨機磁體量子退火成功的實驗證明。在一篇關於組合優化（NP 困難）問題的介紹中，列入了基於量子退火演算法的一般結構，用於求解 max-SAT，最小 multicut 問題這類演算法的兩個實例，以及 D-Wave 系統公司所製造的量子退火系統產品。



與模擬退火法比較

模擬退火法的「溫度」參數可以類比量子退火的「隧道場強度」。 在模擬退火中，溫度決定了從單一當前狀態轉移到較高「能量」狀態的概率。 在量子退火中，橫向場的強度決定了改變所有並行狀態機率幅的量子力學機率。 分析和數值證據表明量子退火在某些條件下優於模擬退火。



類比與優勢

隧道場基本上是一個動能項，它不與原始玻璃的經典勢能部分交換。整個過程可以利用量子蒙地卡羅 (或其他隨機技術) 在計算機上進行模擬，從而得到尋找經典玻璃基態的啟發式算法。

在對純數學目標函數退火的例子中，可以將這個問題中的變量考慮為經典自由度，而代價函數 (損失函數) 則對應勢能函數 (經典哈密頓函數)。然後在哈密頓量中人為引入非交換變量 (與原始數學問題變量擁有非零交換子的變量) 組成的合適項，以發揮隧道場 (動力學部分) 的作用。這樣就可以用前面構造出的量子哈密頓量 (原始函數 + 非交換部分) 進行模擬。退火的效率將取決於選擇的非交換項。

在實驗和理論上已經證明，在某些情況下，尤其在較淺的局部極小值被非常高但很薄的勢壘 (成本) 圍繞的例子中，量子退火確實優於熱退火（模擬退火）。因為熱躍遷概率 (正比於 $e^{-{\frac {\Delta }{k_{B}T}}}$ ， $T$ 為溫度， $k_{B}$ 為波茲曼常數) 僅相依於能障高度 $\Delta $ ，對於非常高的能障，熱波動很難使系統從這樣的局部最小值出來，然而在 1989 年 Ray、Chakrabarti 和 Chakrabarti 提出，對相同能障的量子穿隧機率不僅取決於勢壘的高度 $\Delta $ ，還取決於它的寬度 $w$ ，機率大約為 $e^{-{\frac {{\sqrt {\Delta }}w}{\Gamma }}}$ ， $\Gamma $ 為穿隧場。若勢壘夠窄 (即 $w\ll {\sqrt {\Delta }}$ )，則量子波動肯定會使系統脫離淺局部最小值，對於 $N$ 自旋玻璃， $\Delta $ 正比於 $N$ ，對於橫向場的線性退火，可以得到退火時間 $\tau $ 正比於 $e^{\sqrt {N}}$ (不同於熱退火， $\tau $ 正比於 $e^{N}$ )，甚至在 $w$ 減少快於等於 $1/{\sqrt {N}}$ 的情形下，變成與 $N$ 無關的。

據推測，在量子計算機中，這種模擬比傳統計算機更精確有效，因為它可以直接執行穿隧而不需手動添加。 此外，因為沒有用到傳統量子算法中所用的量子糾纏，它可在不這麼嚴格的錯誤控制下完成工作。



D-Wave 實現

參見：D-Wave 系統公司



參見


* 量子泡沫

* 黑洞輻射



參考資料



外部連結
量子隨機漫步（英語：Quantum Random Walk，縮寫為 QRW、量子隨機行走）是量子演算法中的重要核心，為量子資訊科學的分支，是一種利用量子力學性質產生隨機過程的數學統計模型，分為離散量子隨機漫步和連續量子隨機漫步，前者使用一枚量子銅板與漫步者共同演化，後者無需使用銅板而是透過馬爾可夫鏈分析。和古典的隨機漫步相比，由於量子糾纏的非局域性和量子疊加態的相位干涉，能夠以更高的速度探索目標空間．1993 年由亞基爾・阿哈羅諾夫首先提出．



參見


* 量子計算

* 隨機漫步

* 亞基爾・阿哈羅諾夫

* 連續時間量子隨機漫步



參照



延伸閱讀



外部連接


* International Workshop on Mathematical and Physical Foundations of Discrete Time Quantum Walk （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Quantum walk （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
量子遙傳（quantum teleportation），又稱量子隱形傳輸、量子隱形傳送、量子隱形傳態，是一種利用量子纏結來傳送量子態至任意距離的技術。 名詞翻譯可能最早見於 2000 年科學月刊上的文章，因為 tele 字首表示遠方的意思。
量子遙傳並不會傳送任何物質或能量。這樣的技術在量子資訊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。

2019 年 8 月 18 日中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等和奧地利維也納大學蔡林格 (Zeilinger) 小組合作，在國際上首次成功實現高維度量子體系的隱形傳態。此前的實驗中只能完成二維傳輸，此一突破可以達成任意維度傳輸，向實用化大幅推進。該研究成果發表於國際權威學術期刊《物理評論快報》(PRL)。

 



註釋



參考文獻



參見


* 量子力學
  
* 量子力學入門
  
* Quantum nonlocality
  
* 量子電腦
  
* 量子糾纏
  
* 不確定性原理
  
* Quantum energy teleportation

* 古澤明



外部連結


* _signandsight.com:_"Spooky action and beyond" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Interview with Prof. Dr. Anton Zeilinger about quantum teleportation. Date: 2006-02-16

* Quantum Teleportation at IBM （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Physicists Succeed In Transferring Information Between Matter And Light （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Quantum telecloning: Captain Kirk's clone and the eavesdropper （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Teleportation-based approaches to universal quantum computation

* Teleportation as a quantum computation

* Quantum teleportation with atoms: quantum process tomography

* Entangled State Teleportation

* Fidelity of quantum teleportation through noisy channels by （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* TelePOVM— A generalized quantum teleportation scheme （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* Entanglement Teleportation via Werner States

* Quantum Teleportation of a Polarization State

* The Time Travel Handbook: A Manual of Practical Teleportation & Time Travel

* letters to nature: Deterministic quantum teleportation with atoms

* Quantum teleportation with a complete Bell state measurement

* Welcome to the quantum Internet. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） _Science News,_ Aug. 16 2008.

* Quantum experiments - interactive. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* "A (mostly serious) introduction to quantum teleportation for non-physicists （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）"
量子雷達是 21 世紀後萌發的新概念武器系統，為了應對隱形戰機逐漸普遍化的世界，防守方需要對抗的需求。

2008 年美國麻省理工學院的 Lloyd 教授首次提出了量子遠程探測系統模型。2012 年美國羅切斯特大學光學研究所的研究團隊聲稱研發出一種抗干擾的量子雷達理論，這種雷達利用光子碰觸到目標後產生的量子態變換來偵測，可以表徵量子「漲落變化」等微觀資訊，所以整個量子雷達靈敏度極高，雜訊基底極低，又幾乎不可能被電波干擾裝置擾亂，再加上能忽略工作頻段、雜波等，此種雷達探測隱形戰機的範圍理論上可達數十倍。

2012 年東京大學的團隊採用超導迴路，取得了微波頻段單光子態與後續壓縮態產生、接收技術的元件新突破。2013 年義大利的 Lopaeva 博士在實驗室中達成量子雷達成像探測，證明其有實戰價值的可能性。

2016 年 8 月中國電科 14 所「智慧感知技術重點實驗室」宣稱其成功研製單光子檢測量子雷達系統成品，在中國科學技術大學、中國電科 27 所以及南京大學等協作單位的共同努力下，完成了量子探測機理、目標散射特性研究以及量子探測原理的實驗驗證，並且在外場完成真實大氣環境下探測試驗，獲得了百公里級探測威力，探測靈敏度極大提高，指標均達到預期效果，並且可以發現現役的隱形戰機。



質疑

由於中國電科 14 所「智慧感知技術重點實驗室」所發表的量子雷達研製工作並未透漏太多實驗細節，因此該工作在學術界依然被受質疑。2019 年 11 月，美國麻省理工學院的 Lloyd 教授對媒體表達他對中國量子雷達工作的看法。Lloyd 教授認為由於中國方面並未提出太多可以支持他們所宣稱的實驗結果之細節，因此他認為中國量子雷達工作並未真正演示他們所宣稱的結果。



參看


* 電磁砲

* 電磁裝甲

* 天基動能武器



參考文獻
量子霍爾效應（Quantum Hall effect），是霍爾效應的量子力學版本。一般看作是整數量子霍爾效應和分數量子霍爾效應的統稱。

整數量子霍爾效應由馬普所的德國物理學家馮・克利青發現。他因此獲得 1985 年諾貝爾物理學獎。
分數量子霍爾效應由崔琦、霍斯特・施特默和亞瑟・戈薩德發現，前兩者因此與羅伯特・勞夫林分享 1998 年諾貝爾物理學獎。

整數量子霍爾效應最初在高磁場下的二維電子氣體中觀測到；分數量子霍爾效應通常在遷移率更高的二維電子氣下才能觀測到。2004 年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈・海姆和康斯坦丁・諾沃肖洛夫，成功在實驗中從石墨分離出石墨烯，在室溫下觀察到量子霍爾效應。



重要意義

整數量子霍爾效應：量子化電導 ${\frac {e^{2}}{h}}$ 被觀測到，為彈道輸運（ballistic transport）這一重要概念提供實驗支持。

分數量子霍爾效應：勞夫林與 J・K・珍揭示渦旋（vortex）和准粒子（quasi-particle）在凝聚體物理學中的重要性。



數學基礎

霍爾效應中出現的整數是一些拓撲量子數。在數學中，它們被稱作陳數（Chern numbers），並且它們與貝利曲率（Berry curvature）息息相關。



整數量子霍爾效應

在二維系統中，一個古典意義上的自由電子受到外部磁場作用時，勞倫茲力會使它呈現圓周運動。以量子力學來描述，這些軌道是量子化的，能階是不連續的值：

　
: $\textstyle E_{n}=\hbar \omega _{c}(n+1/2),$

其中，_ωc = eB/m_ 是電子圓周運動的角頻率。 這些能階被稱為朗道能階。每個能階都是簡併的，在單位面積下可以容納 _N_ 個電子，

　
: $\textstyle N=g_{s}B/\phi _{0},$

_B_ 是磁場大小，_gs_ 代表自旋簡併，對電子來說是 2。當磁場很強，每個能階可容納的電子數量會變得非常巨大，所有自由電子幾乎都位在最低的幾個能階，此時可以觀察到量子化的電阻值變化。



研究前景

整數量子霍爾效應的機制已經基本清楚，而仍有一些科學家，如馮・克利青和紐約州立大學石溪分校的 V・J・Goldman，還在做一些分數量子效應的研究。一些理論學家指出分數量子霍爾效應中的某些平台可以構成非阿貝爾態（Non-Abelian States），這可以成為搭建拓撲量子計算機的基礎。

石墨烯中的量子霍爾效應與一般的量子霍爾行為大不相同，為量子反常霍爾效應 (Quantum Anomalous Hall Effect)。

此外，Hirsh、張首晟等提出自旋量子霍爾效應的概念，與之相關的實驗正在吸引越來越多的關注。

2010 年，中科院物理所的方忠、戴希理論團隊與拓撲絕緣體理論的開創者之一、史丹福大學的張首晟等合作，提出實現量子反常霍爾效應的最佳體系。

2013 年，中國科學院薛其坤院士領銜的合作團隊又發現，在一定的外加柵極電壓範圍內，此材料在零磁場中的反常霍爾電阻達到量子霍爾效應的特徵值 h/e2~ 25800 歐姆。2013 年 3 月 15 日，這個成果在線發表在《科學》雜誌上。 

這一發現可被用於發展新一代低能耗電晶體和電子學器件，進而推動資訊技術的進步。 



參見


* 石墨烯

* 霍爾效應

* 霍爾效應傳感器

* 朗道量子化

* 量子自旋霍爾效應



參考文獻
量子馬爾可夫鏈為一數學名詞，是經典馬爾可夫鏈的變體，將經典概率替換成量子概率



簡介

粗略來說，量子馬爾可夫鏈理論類似於量子有限自動機，但是包含一些特殊的特性：比如，初始矩陣是一個密度矩陣，而且規則算子變成了正算子值測量。



形式定義

更準確的來說，量子馬爾可夫鏈是一組 $(E,\rho )$ ，其中 $\rho $ 為密度矩陣， $E$ 為量子通道，可以使

　
: $E:{\mathcal {B}}\otimes {\mathcal {B}}\to {\mathcal {B}}$

為一個全正保跡（completely positive trace-preserving）映射，且 ${\mathcal {B}}$ 為有界子的 C\*- 代數，必須滿足以下的量子馬爾可夫條件，也就是

　
: $\operatorname {Tr} \rho (b_{1}\otimes b_{2})=\operatorname {Tr} \rho E(b_{1},b_{2})$

針對所有 $b_{1},b_{2}\in {\mathcal {B}}$ .



相關條目


* 量子遊走



參考資料

Gudder, Stanley. "Quantum Markov chains." Journal of Mathematical Physics 49.7 (2008): 072105.
黃侃（1886 年 4 月 3 日 —1935 年 10 月 8 日），初名喬馨，庠名喬鼐，後更名侃，字季剛、梅君、季子，號運甓，別署病蟬、奇談、不佞、量守居士，男，湖北蘄春人，生於四川成都，中國語言文字學家，素有狂名。



生平

黃侃幼承家學而聰穎過人。四歲，從江叔海（瀚）問學。五歲，隨父黃雲鵠詣武侯祠，祠壁懸楹聯甚多，歸後，即能朗聲背誦之。七歲，翔雲公聘於成都尊經書院，留家。值家用告罄，奉生母周孺人之命，肅書白狀，即於書末綴一詩云：「父作鹽梅令，家存淡泊風。調和天下計，杼軸任其空。」（翔雲公曾署四川鹽茶道，又曾任蜀地它職，前後歷二十年，清風峻節，守法愛民，蜀人稱為青天而不名）。宜昌王鼎丞咤為奇才，以女許字。

1903 年，15 歲時考入武昌文華書院，在校即與同鄉田桐、湖北黃安董必武、湖南桃源宋教仁等同學議論時政，批評當局，宣傳反清、反君主專制等革命思想，因此被開除學籍。後以故人之子的身份去見當時的湖廣總督張之洞（其父黃雲鵠曾與張之洞相往來），張賞識其才，乃資助其官費留學日本。不久，即在日本參加了孫中山領導的同盟會。

1906 年前後，曾先後在《民報》上發表〈哀貧民〉、〈哀太平天國〉等一系列文章，鼓吹革命。其在〈哀貧民〉一文中，以家鄉農民為例，敘述了勞苦大眾在殘酷的封建制度壓榨下，過著「羹無鹽、燒無薪，宵無燈火，冬夜無衾」的悲慘生活狀況，對貧苦農民寄以同情。文中還明確指出：「富人奪之而我乃貧」，提出要解決貧富不均，必須革命。1907 年，又在《民報》第 18 期上發表〈論立憲黨人與中國國民道德前途之關係〉一文，歷數立憲黨人「好名」、「競利」，指出他們講立憲，「無非希冀權位，醉心利祿而已矣！」政治上的墮落，勢必給國民道德帶來極壞的影響，以致亡國。文中還論及革命黨人要在道德行為上同立憲派涇謂分明，否則「德不逮而民無援」，國事將不堪問，這既是對改良派的針砭，也是對革命派的砥礪，同時也正是性格、精神和做人標準的自白。

1910 年，由於同盟會的活動，國內各地革命力量蓬勃興起，湖北革命黨人函促黃侃回國舉事。黃侃回國後，再三分析當時的情勢，吸取湖南起義失敗的教訓，認為舉事時機尚未完全成熟，當務之急是做好宣傳發動的準備工作。於是，他深入鄂皖邊孝義會中發動群眾，並將孝義會改組為「崇漢會」，到農民群眾中組織演講，宣傳民族大義和中國危急情狀，聽眾常聚集千餘人。足跡遍及鄂東蘄春、黃梅、廣濟、浠水、英山、麻城以及皖西宿松、太湖等兩省八縣的廣大窮鄉僻壤，號召人民組織起來，以國家興亡為己任，推翻滿清之統治，成為群眾領袖。

1911 年初，武漢文學團體「文學社」成立，社員都是新軍和社會各界的革命中堅，黃侃不但力舉其事，而且還親自審定了會章。同年 7 月某晚，文學社機關報《大江報》主筆、同鄉詹大悲設便宴款待黃侃，並與之商談時政。酒後，針對當時一些改良派提出的什麼「和平改革方案」，憤然提筆為《大江報》撰寫時評，標題為《大亂者，救中國之妙藥也》，署名「奇談」，大悲叫絕！次日，此文見報，震撼江城，清廷惶懼，很快以「宗旨不純，立意囂張，淆亂政體」的罪名，查封了《大江報》，並將詹大悲及該報副主筆何海鳴逮捕入獄。由於詹大悲在獄中堅持說時評系自己所作，故得以脫險。《大亂者，救中國之妙藥也》這一時評，大大激發和鼓舞了革命新軍及各地人民群眾的士氣和義憤，成為後來武昌起義的導火線。

黃侃年近五十，仍不著述。1935 年，五十大壽，太炎師親贈一副對聯：「韋編三絕今知命，黃絹初成好著書」，希望能寫作，同年 10 月 8 日，因飲酒過量，吐血而死。太炎師因聯句竟成讖語，悔痛不已。



學術

師事章太炎，擅長音韻訓詁，兼通文學，歷任北京大學、國立東南大學、武昌高等師範、金陵大學等校教授，以及國立武昌大學校務維持會主任。一生治學勤奮，以愚自處，主張「為學務精」、「宏通嚴謹」。章太炎以太平天國為例，謔封為「天王」(太炎所封「五大王」為與錢玄同、汪東、吳承仕、朱希祖）。

重要弟子有林尹、高明、潘重規、陸宗達、黃焯、劉賾等人。



著作


* 《文心雕龍札記》



軼事

1915 年，章太炎因反對袁世凱而被幽禁在北京錢糧胡同某宅內，黃侃聞悉後，曾兩次赴京探望，後來索性以「研究學問」為名，搬入章師被禁處。但未過多久，黃侃便被警方逐出。黃侃氣憤至極，以絕食表示抗爭。其時，他的另一位尊師劉師培（後為籌安會六君子之一），於 1915 年在北京召集學術界知名人士開會，動員等人擁戴袁氏稱帝，話未說完，黃侃即起立怒目，嚴詞拒絕之，並氣憤地說：「如是，請一身任之！」說完拂袖而去。到會的眾人亦隨之而散。

1917 年，胡適海外學成歸國，任教北大，與陳獨秀、錢玄同等人共同發起新文化運動，暴得大名。胡適的橫空出世，使黃侃生平最得意的、寄以厚望的高足傅斯年很快倒向了新文學陣營。據說黃侃每次上課，總要先罵一通胡適，才正式講學。

黃侃曾與胡適同在北大講學。一次宴會上，胡適偶爾談及墨學。黃侃曰：「現在講墨學的人，都是些混帳王八！」胡適赧然。黃侃又罵道：「便是適之的尊翁，也是混帳王八。」胡適大怒。卻大笑道：「且息怒，我在試試你。墨子兼愛，是無父也。你今有父，何足以談論墨學？我不是罵你，不過聊試之耳！」舉座嘩然大笑。

黃侃和董必武不僅是老同學，而且是好朋友。他尤其推崇董必武的鬥爭精神，積極支持董必武的革命活動。1921 年，中國共產黨第一次全國代表大會召開前夕，為解決會議代表的住宿問題，董必武曾找他聯繫。他便親自寫信給當時在上海法租界博文女子學校任校長的夫人黃紹蘭，讓參加中共「一大」的毛澤東、董必武等十名代表以「北京大學暑假旅遊團」的名義，住宿在博文女子學校。

南京國民政府執政時期，黃侃的同盟會故友多系國府顯貴，他恥與往來。惟有居正當時受蔣介石軟禁，形單影隻，不勝苦楚，旁人躲之不及的時候，他卻常至居正囚地，與其談心解悶。後來居正東山再起，復登高位之後，他竟不復往見。居正念他的友情，親赴量守廬詰問他為何不再來玩，他正色答道：「君今非昔比，賓客盈門，權重位高，我豈能作攀附之徒！」

黃侃一生結婚九次，報刊曾有「黃侃文章走天下，好色之甚，非吾母，非吾女，可妻也」之說。章太炎的夫人湯國梨曾回憶黃侃騙婚黃紹蘭一事，致其一生流離失所，直斥黃為「無恥之尤的衣冠禽獸」，「小有才適足以濟其奸」。



家庭

孫女：黃錦



參考文獻
個人之間分數的差異，主要是來自答對題數的不同，而不是每一個題目本身所佔的分數比例差異。這種分數計算方式，比較不會因為不同科目的難度或題型差異，而影響到各科成績總和的差異。



使用量尺分數評分的考試


* 某些升學考試，例如：基本學力測驗、全民英語能力分級檢定測驗、TOEIC、托福與 GRE

* 某些智力測驗

* 某些心理測驗



外部連結


* 試題反應理論的介紹（繁體中文）

* 基本學力分數的建立（繁體中文）
量易伏是百度旗下量子計算研究所研發的量子計算雲平台，於 2019 年 9 月正式上線。



名稱由來

量易伏含義為「量子易於降伏」，為簡化量子計算、降低學習研究量子計算門檻而設計。



開發工具集

量易伏提供四大開發工具集，包括


* 對於開發者，可以選擇量易伏的基於 Python 的開源開放工具包 QCompute；

* 對於量子研究人員，可以選擇在線編程工具 PyOnline；

* 對於量子計算愛好者來說，可以選擇 QComposer 來體驗拖動編程體驗量子計算的樂趣；

* 對於企業，可以選擇安裝量子軟體開發工具集 QComputeSDK。
量杯（英語：Measuring cup）是一種實驗器皿，用於量取液體。多為玻璃製造，上寬下窄，並具有底座。容量精度低於容量瓶、移液管和滴定管，刻度較量筒不精確。量杯的刻度線下疏上密。因量杯的讀數誤差比量筒大，所以在工作中，更常使用量筒而較少使用量杯。一般情況下，使用的量筒和量杯的容量為 10 毫升至 1000 毫升不等。
量槳是百度量子計算研究所研發的全球首個雲量一體的量子機器學習平台，它支持量子神經網絡的搭建和訓練，提供量子化學、量子模擬、組合優化等功能。首次發布於 2020 年 5 月 WAVE SUMMIT 2020 深度學習開發者峰會。
量羲是百度量子計算研究所推出的全球首個全平台量子軟硬一體化解決方案，它集量子應用、軟體、硬體於一體，於 2022 年 8 月 25 日正式發布。



方案特色

量羲適配超導、離子阱等多類型主流量子晶片。

量羲提供私有化部署、雲服務、硬體接入等一系列服務。



方案驗證

「量羲」已經完成中科院物理所超導量子晶片和中科院精密測量院離子阱量子晶片連接驗證。
在粒子物理中，量能器是一種測量粒子能量的實驗裝置。在粒子加速器中，大多數粒子最終進入量能器並放出粒子簇射，粒子的能量會在量能器釋放、被收集然後被測量。能以一種連續的材料將完整的粒子簇射包含在內的量能器，可以一次完整地完成能量測量，否則只能得到部分採樣。通常，多個量能器會被分隔安裝，以在測量粒子能量的同時獲取粒子的位置信息。縱深分隔放置的量能器可以通過觀測粒子簇射的形狀和能量變化來鑑別進入量能器的粒子種類。量能器的設計是現在粒子物理研究中的一個活躍領域。



量能器的類型

電磁量能器與強子量能器

電磁量能器是一種特別為測量那些主要參與電磁相互作用的粒子的能量而設計的，而強子量能器則是設計用於測量那些參與強相互作用的粒子的能量的另外一種量能器。量能器對兩種相互作用的響應能力可以寫為一個比值 e/h。一個理想的量能器應該對兩種相互作用都有很好的響應，也就是這個比值應該趨於一

均質與採樣

採樣量能器中將使粒子發射簇射的材料和吸收粒子發射出來的能量的材料分開設置。通常這兩種材料會分層相間放置，就像三明治一樣。採樣量能器可以使用不同的材料來滿足實驗中不同的需求。例如說，多種材料的其中一種可以選擇密度很大的材料，這些材料與粒子的相互作用強，是很好的吸收體，即使這些材料不適合測量能量，也可以用另外一種材料的性能來補充。這種量能器的缺點是只能看到粒子簇射的一部分而不能完整地測量整個簇射，所以探測精度相對較低。

均質量能器是一種整體使用連續材料的量能器，這種量能器的能量測量精度較高，能提供很好的線性信號。 



高能物理實驗中的量能器

大多數粒子物理學實驗都使用到某種類型的量能器。 在大多數實驗中，量能器與其他組件（例如一個中心探測器和一個 μ 子探測器）協同工作。 所有的探測器組件共同工作以實現重建物理過程的目的。



參見


* 熱量計 （用於該術語的其他用途）

* 全吸收光譜法 ，其主要測量設備為量能器



參考文獻



外部連結


* 粒子探測器簡介的量能器部分

* 在 Quantumdiaries.org 上的簡析量能器 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
量角器是一種用來測量角的工具圓形或半圓形工具，以角度作為量度單位。一些量角器為半圓形，在古時已存在。更先進的量角器很多時有一或兩隻可轉動的桿用來量度角度的。若要做出更為精確的測量，可以使用電腦程式或更精密的儀器進行量度。

現代的量角器則多以透明塑膠製成，亦多與直尺、圓規、三角尺等成套出售。



量角方法

把量角器放在角的上面，量角器的中心要和角的頂點重合，零刻度線和角的一條邊重合，角的另一條邊所對在量角器上面的刻度，就是這個角的度數。這裡要注意的是，如果你把量角器右邊的零刻度線和角的一條邊重合，看角的另一條邊所對量角器的身上刻度時，看內圈的刻度；如果你把量角器左邊的零刻度線和角的一條邊重合，角的另一條邊所對量角器身上的刻度，要看外圈的刻度。



畫角方法

先畫一條射線，量角器的中心和射線的端點重合，零刻度線和射線重合。你要畫的是多少度的角，就在量角器上面多少度的刻度的地方點一點，再以畫的射線的端點為端點，通過你剛畫的點，再畫一射線。你同樣要注意，在點一個點時，看清是量角器右邊的零刻度線還是量角器左邊的零刻度線和射線重合，以確定是看量角器身上內圈還是外圈的刻度。



外部連結
量詞消去是數理邏輯、模型論與計算機科學中的一類技巧。我們稱一個理論 $T$ 可消去量詞，若且唯若對每個公式 $\phi $ 皆存在另一個不帶量詞的公式 $\psi $ ，使得兩者在該理論中等價，即： $T\models \phi \leftrightarrow \psi $ 。

量詞消去在模型論有多種刻劃；即使一個理論可消去量詞，也不保證存在一個相應的演算法。

一個理論的量詞消去演算法係將一個帶量詞的公式轉成一個等價但不帶量詞的公式。利用這個演算法，我們能將任一句子（不帶自由變量的公式）轉成一個不帶變量的句子，後者通常可藉簡單的計算判定。因此，量詞消去演算法的存在性蘊含該理論的可判定性。



若干例子

以下是若干可消去量詞的理論：


* Presburger 算術

* 實封閉域

* 代數封閉域

* 無原子的布爾代數

* 項代數

* 稠密全序

* 特徵樹

以及它們之間的許多組合，如帶 Presburger 算術的布爾代數等等。量詞消去也可用以證明「合併」某些可判定理論可得到新的可判定理論，類似的建構包括有 Feferman-Vaught 定理及項冪。



基本想法

如欲建構地證明一個理論可消去量詞，僅須處理一個存在量詞配上若干個文字合取的情形；換言之，即證明每個形如 $\exists x.\bigwedge _{i=1}^{n}L_{i}$ （其中每個 $L_{i}$ 都是文字）
的公式都在該理論中等價於一個無量詞的公式 —— 誠然，假設已知如何對一串公式的合取消去量詞，則若 $F$ 是個公式，可將其寫作析取範式：

　
: $\vdash F\leftrightarrow \bigvee _{j=1}^{m}\bigwedge _{i=1}^{n}L_{ij}$

並運用 $\exists x.\bigvee _{j=1}^{m}\bigwedge _{i=1}^{n}L_{ij}$ 等價於 $\bigvee _{j=1}^{m}\exists x.\bigwedge _{i=1}^{n}L_{ij}$ 此一性質。最後，為了消去全稱量詞 $\forall x.F$ ，其中 $F$ 不帶量詞，我們將 $\lnot F$ 寫作析取範式，並運用 $\forall x.F$ 等價於 $\lnot \exists x.\lnot F$ 一性質，遂證得原斷言。



文獻


* Wilfrid Hodges. "Model Theory". Cambridge University Press. 1993.

* Viktor Kuncak and Martin Rinard. "Structural Subtyping of Non-Recursive Types is Decidable". In _Eighteenth Annual IEEE Symposium on Logic in Computer Science,_ 2003.
雨量計（或量雨計、測雨計）是一種氣象學家和水文學家用來測量一段時間內某地區的降水量的儀器（降雪量的測量則需要使用雪量計）。



觀測與記錄

大部分的雨量計都是以毫米作為測量單位，有時候測量結果也會以英寸或厘米作為單位。

雨量計的讀數可以用手工讀出或者使用自動氣象站（AWS），而觀測的頻率則可以根據採集單位的要求而變化。

大多數情況下收集的雨水在觀測後就不再保留，但也有少數氣象站會保留作為污染程度或其他測試的樣本。

雨量計的測量是有限制的。在風力過大（熱帶風暴或颶風）時使用雨量計是沒有意義的，因為在對雨量計本身造成傷害的同時，所記錄的結果也會有過大的誤差。此外，雨水粘附在筒壁或漏斗上，會導致測量結果略微偏小。另一個常見的問題是當溫度接近冰點及降雪時，雨水及雪在落到雨量計上時可能會結冰，從而導致漏斗堵塞或其他問題。

與其它氣象學儀器一樣，雨量計應當放置在遠離建築物和樹木的空地上，以最大程度地減小觀測誤差。

雨量計應注意要點

（1）雨量計需設置於平曠地面上，其附近 50 公尺內需無高出地面一公尺之突出物。 
（2）雨量計需妥為防護，使不易被外力損害。 
（3）避免設置雨量計於屋頂上或山脊上。 
（4）雨量計需垂直於水平面。 
（5）觀測需於準確規定時間實施。 
（6）需時常校對測得之記錄。 
（7）設置之後，不可移動。 
（8）雨量計需安置牢固。



種類

雨量計的種類很多，常見的有虹吸式雨量計、稱重式雨量計、翻斗式雨量計等等。

虹吸式雨量計

虹吸式雨量計能連續記錄液體降水量和降水時數，從降水記錄上還可以了解降水強度。虹吸式雨量計由承水器、浮子室、自記鍾和外殼所組成。雨水由最上端的承水口進入承水器，經下部的漏斗匯集，導至浮子室。浮子室是由一個圓筒內裝浮子組成，浮子隨著注入雨水的增加而上升，並帶動自記筆上升。自記鍾固定在座板上，轉筒由鍾機推動作用迴轉運動，使記錄筆在圍繞在轉筒上的記錄紙上畫出曲線。記錄紙上縱坐標記錄雨量，橫坐標由自記鍾驅動，表示時間。當雨量達到一定高度（比如 10 毫米）時，浮子室內水面上升到與浮子室連通的虹吸管處，導致虹吸開始，迅速將浮子室內的雨水排入儲水瓶，同時自記筆在記錄紙上垂直下跌至零線位置，並再次開始雨水的流入而上升，如此往返持續記錄降雨過程。記錄紙上記錄下來的曲線是累積曲線，既表示雨量的大小，又表示降雨過程的變化情況，曲線的斜率表示降雨的強度。從記錄紙上可以確定出降雨的起止時間、雨量大小、降雨量累積曲線、降雨強度變化過程等。

翻斗式雨量計

傾斗式雨量計是由感應器及信號記錄器組成的遙測雨量儀器，感應器由承水器、上傾斗、計量傾斗、計數傾斗、干簧開關等構成；記錄器由計數器、記錄筆、自記鍾、控制線路板等構成。其工作原理為：雨水由最上端的承水口進入承水器，落入接水漏斗，經漏斗口流入傾斗，當積水量達到一定高度（比如 0.1 毫米）時，傾斗失去平衡翻倒。而每一次傾斗傾倒，都使開關接通電路，向記錄器輸送一個脈衝信號，記錄器控制自記筆將雨量記錄下來，如此往復即可將降雨過程測量下來。



參見


* 自動氣象站

* 晴雨表

* 雨滴測量儀

* 雪量計



參考來源


* （中文）中華民國 國立編譯館。應用水文學 第三章.

* （中文）中華人民共和國水利部 水文司。中华人民共和国水利水电行业标准 降水量观测规范 SL21-90 第五章.

* （英文）How Does a Tipping Bucket Rain Gauge Work?. [2009-07-24]. （原始內容存檔於 2017-01-25）.

* （英文）Weather Facts: Rain gauge. [2009-07-24]. （原始內容存檔於 2020-11-12）.

* （英文）United States Weather Bureau. Instruction for the use of the rain-gauge. Gaylord Bros Inc, Syracuse, New York. 1908.
僖侯是中國古代諸侯（君主）的諡號之一。


* 衛僖侯

* 燕僖侯

* 昭僖侯 （也是昭侯）

* 蔡僖侯

* 晉僖侯



相關條目


* 同諡號廟號列表