แนวคิดหลักบางประการในกลศาสตร์ควอนตัมนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ค่อนข้างน่าตกใจ ในโลกควอนตัม วัตถุสามารถอยู่ในสองสถานะพร้อมกัน และผลลัพธ์ของการทดลองสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับเวลา อย่างไร และความถี่ที่นักวิทยาศาสตร์ทำการวัดการทดลองกรีดสองครั้งอิเล็กตรอนสามารถเป็นได้ทั้งคลื่นหรืออนุภาคขึ้นอยู่กับการออกแบบของการทดลอง หากอิเล็กตรอนผ่านร่องเดียวในแนวกั้นแล้วชนกับตะแกรงเรืองแสง พวกมันจะสร้างรูปแบบที่บ่งบอกถึงการมาถึงของอนุภาค แต่ถ้ามีรอยแยกสองช่อง “คลื่น” ของอิเล็กตรอนจะรบกวนตัวเอง ทำให้เกิดแถบสลับของรูปแบบการรบกวนบนหน้าจอ (ด้านล่าง) ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นนี้เป็นคุณสมบัติพื้นฐานของฟิสิกส์ควอนตัมและนำไปใช้กับ “อนุภาค” ทั้งหมด (รวมถึงโฟตอน อนุภาคของแสง) และแม้แต่กับอะตอมและโมเลกุล ตัวอย่างเช่น การทดลองแสดงให้เห็นลักษณะคล้ายคลื่นของโมเลกุลฟูลเลอรีนที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนมากถึง 70 อะตอม
ภาพประกอบการทดลองกรีดคู่
อี. เฟลิเซียโน
การทดลองทางเลือกล่าช้า
การทดลองแบบเลือกล่าช้าทำให้ผู้สังเกตการณ์เปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ของเหตุการณ์หลังจากที่ได้เกิดขึ้นแล้ว คลิกเพื่อขยาย e.
อี. เฟลิเซียโน
เอฟเฟกต์ควอนตัมซีโน
เอฟเฟกต์ควอนตัม Zeno ให้ความจริงกับสุภาษิตที่ว่าหม้อที่ดูไม่เคยเดือด ในบางกรณี การสังเกตอนุภาคที่ไม่เสถียรซ้ำแล้วซ้ำเล่าซึ่งปกติจะสลายตัวอย่างรวดเร็วจะช่วยป้องกันไม่ให้มันสลายตัว เอฟเฟกต์นี้ได้ชื่อมาจากนักปราชญ์ชาวกรีก เซโน ผู้ซึ่งถือลูกธนูที่บินอยู่นั้นไม่สามารถเคลื่อนที่ได้จริง ๆ เพราะดูเหมือนว่าจะหยุดนิ่งในแต่ละช่วงเวลาของการสังเกตของแต่ละคน เอฟเฟกต์ควอนตัมซีโนสามารถแสดงให้เห็นได้ด้วยอุปกรณ์ที่หมุนโพลาไรซ์ของแสง
คลื่นแสงโพลาไรซ์จะแกว่งในระนาบเดียวเท่านั้น เช่น ขึ้นและลงหรือจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง คลิกเพื่อขยาย
อี. เฟลิเซียโน
การกระทำที่แปลกประหลาดของควอนตัม
นักฟิสิกส์ไม่สามารถอธิบายสิ่งที่อยู่เบื้องหลังเอฟเฟกต์ควอนตัมแปลกๆ ได้ เช่น ความสามารถของอนุภาคที่มีอยู่ในสองสถานะพร้อมกันและการเชื่อมโยงอย่างลึกลับระหว่างอนุภาคที่อยู่ห่างไกลกัน แต่นั่นไม่ได้หยุดนักวิจัยจากการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติควอนตัมที่แปลกประหลาด
การเข้ารหัสควอนตัม
ความแปลกประหลาดของควอนตัมช่วยให้สามารถสร้างข้อความเข้ารหัสที่ป้องกันการดักฟังได้ ในการตั้งค่าที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย พันธมิตรสองคน (เรียกว่า Alice และ Bob) สามารถสร้างคีย์การเข้ารหัสลับที่พวกเขาสามารถใช้เพื่อส่งข้อความลับได้ในภายหลัง แม้ว่าแนวคิดนี้จะใช้งานได้กับโฟตอนเพียงโฟตอน (แสดงด้านล่าง) โฟตอนที่เชื่อมโยงด้วยควอนตัมหรือโฟตอนที่พันกันก็สามารถให้ความปลอดภัยเป็นพิเศษได้ คลิกเพื่อขยาย e.
ต. ดูเบ
การเคลื่อนย้ายควอนตัม
ในการเคลื่อนย้ายด้วยควอนตัม ข้อมูลที่เก็บไว้ในอนุภาคควอนตัม (โดยทั่วไปคือโฟตอนของแสง) จะถูกถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง หมายความว่าข้อมูลในโฟตอนหนึ่งถูกทำลายในขณะที่โฟตอนเหมือนกันซึ่งมีข้อมูลควอนตัมเหมือนกันปรากฏขึ้นในตำแหน่งใหม่ คลิกเพื่อขยาย
ต. ดูเบ
การคำนวณควอนตัม
เช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์ทั่วไป คอมพิวเตอร์ควอนตัมประกอบด้วยเครือข่ายลอจิกเกต (สีน้ำตาล) ที่ทำงานเกี่ยวกับข้อมูล แม้ว่าเวอร์ชันปัจจุบันจะสามารถดำเนินการได้เป็นพื้นฐานเท่านั้น แต่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าอุปกรณ์ในอนาคตจะเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาบางประเภท
ภาพประกอบการคำนวณควอนตัม
ต. ดูเบ
แนะนำ : เคล็ดลับต่างๆ | เว็บรวมวิธีต่างๆ How to | จัดอันดับซีรีย์ | รีวิวครีม
