最浅显的大白话，介绍什么是量子

前段时间量子计算领域出了一则重磅新闻：中国科学家团队成功构建了由 76 个光子组成的量子计算原型机“九章”。

有些人可能会问，现在都到“第九章”了？“第一章”、“第二章”在哪里？

其实“九章”是这台量子计算机的名称，取自中国古代的数学专着《九章算术》。跟第几代没有关系。

“量子计算机”这几个字都认识，可放在一起就是不知道什么意思。

这里，给大家简单的讲一讲，量子、量子力学与量子计算机的关系。

因为展开了说太多，绍哥准备慢慢说。

当然，如果不鸽的话。

本文绍哥会详细说下到底什么是量子。

跟咱们以前上学的时候学的电子、原子等不同。

“量子”不是一种实体粒子，而是一种物理概念：它指的是物质或物理量的最小单位。

如果一个物理量存在不可分割的基本单位，那么这个物理量就是可量子化的。

这个基本单位，就被称为量子。

什么？上面这些字组合在一起还是看不明白？

很多文章上来就讲普朗克辐射定律，爱因斯坦光量子定律，看完了也是迷迷糊糊，这里我们先按下不表，一会儿再说这些定律。

这里举几个通俗易懂的例子。

水，生命之源，人人都知道。

水的特性是什么，有哪些？谁能举手回答一下。

来来来，一起回忆下水的特性：水是由氢(H)、氧(O)两种元素组成的无机物，在常温常压下为无毒、无色、无味的透明液体，是一种极弱电解质。

学过物理的人都知道，水是由水分子(H2O)组成。

不过虽然水分子(H2O)是由氢(H)、氧(O)两种元素组成，但水的特性却并不是氢(H)或者氧(O)来确定的，而是由水分子(H2O)来确定。

因此水分子(H2O)就是描述水特性的最小单位。

换句话说，在描述水特性的时候，一个水分子，就是一个量子。

同理，虽然氧原子是由电子、原子核等组成的，但氧(O)特性，是由氧原子来确定的，而不是氧原子内部某个电子或原子核来确定。

因此在描述氧(O)特性的时候，一个氧原子，也是一个量子。

现在明白了吗？

明白了上面的解释后，再来看量子一词历史上的由来，你就会更明白了。

先说下普朗克辐射定律，在1900年的时候，普朗克在研究黑体辐射的能量问题。

没错，普朗克就是那种长得又帅，智商又高的人。

什么是黑体辐射，不是本文的重点，咱就不扯远了。

在研究的时候，普朗克发现：能量不是连续的，而是一份份的在传输。

这一份份的能量，最小是多少呢？

普朗克创造性的提出了“能量子”的概念，就是一份能量的最小单位。

而且为了能计算能量子，普朗克还给出了计算公式。

这就是物理学中经典的、大名鼎鼎的普朗克公式。

E=h×f。

其中E就是能量子的能量。

h是普朗克常数(6.62607015×10-34J·s)

f是电磁波的频率。

有时候大家在说“能量子”的时候，把第一个字给省略了，就变成了“量子”。

这也是很多人一会儿被量子说成是能量，一会儿说是单位，绕糊涂的根本原因。

说完普朗克，我们再说说爱因斯坦。

在1905年的时候，爱因斯坦为了解释光的传播过程，认为光的传输也是一份份的。

因此，爱因斯坦提出了“光量子”的概念。他认为，光能量传输的最小单位，就是“光量子”。

再到1913年波尔提出了波尔理论。

1924年德布罗意提出了物质波假说。

到了1926年，量子力学就成功诞生了。它就是为了研究微观世界物理特性而生，现在仍在逐步的发展和完善。

什么是量子，到这里就解释完了。

所以说，不要一提到量子就觉得很高大上，记住一句话即可：

量子只是一种单位。

再结合上面绍哥给的一些例子，相信你就都能明白了。

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