量子、量子材料、量子计算机，的基本认识

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  等，已多次具体论证了量子、量子材料、量子计算机，的基本认识。

  现再引数段于下：

1．所谓“波、粒2象性”，及所谓“量子”

无论是静止质量不为0，速度的3维空间分量小于真空中光速，c，的粒子，或静止质量=0，速度的3维空间分量=c，的光子，的大量粒子的动能，都能由德布罗意波表达、反映，而使国际流行错误观点认为：一切个别粒子都是具有所谓“波、粒2象性”的“量子”。

实际上，任何个别的粒子都没有波的特性，任何波都不能形成稳定的粒子。只是大量粒子的集体表现（例如：静止质量不=0粒子中的，电中性粒子的

震荡波，带电粒子的电磁波）或时空统计结果（例如：静止质量不=0的各种粒子，和静止质量=0的光子、声子，时空统计的几率分布）才是“波”。

因此，通常认为：个别粒子有所谓“波、粒2象性”是所谓“量子”，就是错误的概念。

但是，如果把：“大量粒子的集体表现或时空统计结果的“个体代表”称为“量子”，就可以是，也才可以是，正确的。

必须明确地区分清楚这一个`错误和一个正确的2种根本不同的“量子”概念。

2．所谓“波函数”

现有国际流行做法是：在所谓个别粒子具有所谓“波、粒2象性”的“量子”的基础上，并考虑到相应的位能，而采用所谓“波函数”表达各种个别粒子的“运动态”。

   实际上，这样的所谓.“波函数”应是大量粒子“运动态”的时空统计的几率分布，并非各单个粒子的“运动态”。

3．量子力学被国际流行观念误认为是各个别粒子“运动态”的力学

现有国际流行做法是：在量子力学中采用所谓“波函数”表达各个别粒子的“运动态”。

而由“波函数”特性，其动量就可由波函数对位置的微商来表达。

如此，就产生了所谓“算符”及其运算法则。

各粒子分布在波函数所在的体积内。

因而，通过波函数可以计算任意可观察量在空间给定体积内的统计平均值。

再类比、利用经典力学的3维空间的正则运动方程，由算符建立薛定谔运动方程。由此方程，解得相应的波函数，确定相应大量粒子的运动态的统计平均值。而建立和发展起来的。

所以，量子力学应是：大量粒子的统计力学。

而现在国际流行观点，因为错误地认为所采用的“波函数”是各个别粒子的  “运动态”，就必然把量子力学误认为：各个别粒子的运动力学，而造成种种严重错误。

只有明确地认识到：“波函数”是大量粒子“运动态”的时空统计的几率分布，并非各单个粒子的“运动态”；量子力学是大量粒子的统计力学，才能正确理解，例如：

大量粒子位置和动量矢量相应各分量模长的均方差不能同时为零，只是大量粒子的统计几率效应，而不能看作是单个粒子的所谓“测不准关系”；

大量粒子能够有一定的几率穿过某种通常不可逾越的势垒，只是大量粒子的统计几率效应，而不能认为是，所谓“量子隧道效应”；

大量粒子在通常应为真空的位置也有一定的几率出现，只是大量粒子的统计几率分布，而不能认为是，所谓“量子真空能量涨落”；

多类大量同种粒子的最可几分布函数，即相应的“波函数”，甚至彼此距离甚远，也彼此关联、相互影响，只是大量不同粒子统计几率分布函数统计特性，而不能误认为是：各类个别有所谓“波、粒2象性”的所谓“量子”有所谓“量子粒子纠缠”。

更不能当作个别粒子的所谓“量子”，有所谓“不确定性”，甚至“心灵感应”。

当然，如果把：各大量同种粒子统计，各自的最可几分布函数，即各相应的“波函数”称作“量子”，就可以，也才可以，称之为：所谓“量子纠缠”；

而由此错误产生的，诸如：“颠覆认知哲学”，“不确定的世界”，“粒子相互感应”等，否定“因果论”、“决定论”等一系列错误哲学观点，也就都不攻自破。

4. 有“量子纠缠”的多类“量子”信号的传送与接收

国际流行的错误观念认为：直接传送光子的“通讯”和建立“密钥”就是：利用所谓“量子粒子纠缠”的所谓“量子通讯”和“量子密钥”。

其实，多类任何个别的粒子是不可能有所谓“量子粒子纠缠”的，也根本不可能进行所谓“量子粒子纠缠”的所谓“量子通讯”、“量子密钥”和“量子计算机”。

只有多类大量同种粒子统计，各自的最可几分布函数，以及相应统计得到的各多类大量同种粒子的统计特性，才有必然彼此关联、相互影响的“量子纠缠”才能用以“量子通讯”、“量子密钥”和“量子计算机”。

更要注意：实际上，通常的导线、光纤和各种所谓各类不同维数的“量子材料”，无线电，乃至太空间的通讯，都是传送大量光子统计形成的最可几分布函数进行的。

各种电信号和声信号的信息，都可以利用声电、电光，效应，甚至直接分光太阳的各频率光束，进行太空间的通讯，而不必采用激光器和多个偏振器发射的多束偏振光这种繁琐、耗能的方法

物体信息只有通过大量光子或声子时空统计的光或声“量子”进行信息在远

程大气和太空的传送与接收：

通常的无线电通讯是：电信号转换为光信号，以光速直接由大气传送到接收站。

但是，环球南北、东西的传送，就只能经过大气层和地面的多次反射进行。也会有相应的光速的延缓和能耗。

    通过卫星的太空通讯是：利用光子能在太空运行的特性，环绕地球定点设置3个以上的卫星，就可以相互利用这些卫星的转发在地面上任意2点，利用光电转换，由大量光子时空统计形成的“光量子”，进行信号传送、通讯。

    声子不能在太空运行，由大量声子时空统计形成的“声量子”信号，就只能经由转换为电信号，再转换为光信号，传送与接收。

声子虽然可以在大气中运行，但声速与光速相比小得太多，对于传送较远的声信号也只能转换为电信号再再转换为光信号传送与接收。

表明，在远程大气和太空传送和接收信号，实际上，都是，也只能是：由大量光子时空统计形成的“光量子”，进行的。

利用激光器和多个偏振器发射的多束偏振光也并非多个单独的光子，而是多束大量同种偏振光子统计的最可几分布函数，才有必然彼此关联、相互影响的“量子纠缠”才能用以“量子通讯”、“量子密钥”和“量子计算机”。

由多类大量同种粒子时空相宇统计的多类“量子”（包括光、声“量子”）

都有量子纠缠特性。

相应的电信号，声“量子”由声电转换成的电信号，就也有相应的量子纠缠

特性，都可以由电光转换成有相应有量子纠特性的光信号。

这些有量子纠特性的光信号当然也可以在远程大气和太空传送和接收。

甚至，还可以采用分光计，提取大量频率的，有量子纠缠特性的“量子”，利用太阳光取之不尽的能源。

而无需那么费劲地专门用激光器传送有量子纠缠特性的多个大量光子形成的

光“量子”。

5. 关于“量子计算”

5,1．“量子计算”的基本原理

(5,1,1) 所谓“波函数”可建立更多数字进位的编码，急剧提高计算速度

由大量同种粒子时空“相宇”统计得到的“显含时的最可几分布函数”，即：所谓“波函数”。

波函数是具有e^(a+ibx)形式的函数，按欧拉公式：e^(a+ibx)=A(cos(bx)+isin(bx))，

A=e^a就是该波函数的振幅。

cos(bx) 与sin(bx) 是分别在实轴和虚轴上，每隔180度角就有一次从峰值到谷值，再到峰值，的变化。

只要使得bx=180度角/ n*，在该“波函数”的复平面上，就会有n*个峰值和谷值，n*就是该波函数的频率。

这样，就可以将该波函数表达为“2^n*进位”的编码。

   当使得n*很大，就能急剧提高计算速度。

(5,1,2) 所谓“量子纠缠”能更急剧地提高计算速度

所谓“量子纠缠”，即：多（n）类大量同种粒子时空“相宇”统计得到的“显含时的最可几分布函数”，所谓“波函数”，有彼此相互关联，同时运转的特性。

因而，就能利用这个所谓“量子纠缠”，用各波函数的“2^n*进位制”，若各波函数峰值和谷值出现的频率都是n*，就能以每次(2^n*)^n的运算量表达、处理各种数字，运算的符号、程序；若各波函数峰值和谷值出现的频率分别是n*就，就能以每次2^(n*j,j=1到n求和)的运算量表达、处理各种数字，运算的符号、程序，而进行计算。

利用“波函数”建立更多位（n*）数字进位的编码，和多类（n）“波函数”的彼此相互关联，同时运转，就能以每次(2^n*)^n或2^(n*j,j=1到n求和)的运算量，急剧地提高计算速度，就是所谓“量子计算机”的基本原理。

计算速度，随n*和n的增大，而急剧地增快，就使得，许多原本不能完成的任务，能够实现。

5,2．“量子计算机”的建立

   采用某种持续稳定的激励方式，使某种材料持续稳定地发射某种粒子，这种大量同种粒子时空统计的“波函数”，就可建立起相应的“多位（n*）数字进位的编码”，使某种材料持续稳定地发射多类（n）种粒子，就能建立每次(2^n*)^n或2^(n*j,j=1到n求和)的运算量的“量子计算机”。

今年3月份发表在美国《物理学评论通讯》周刊上，由中国科技大学物理学家杜江峰领导的，研究人员向被固定在金刚石的“氮空位中心”的微小空间内的粒子发射激光和微波束，建立的新型量子计算装置，把数字35分解成因数5和7的计算，其运算速度，在2微秒的时间内便得出了解答，的研究结果。

该文没有报道n*和n各是多少，但从其计算结果，可以估计：其n*必然显著地大于2，而n可能略小于初始“电子计算机”的。

   当然，如果，提高n*和n，就都能显著提高相应的计算速度。

   该文是采用持续稳定的激光和微波束从金刚石的“氮空位中心”的微小空间内，持续稳定地激发出的是各大量同种的光子。

当然，也可以采用持续稳定的其它激励方式，从其它材料内，持续稳定地激发出各大量同种的其它粒子，建立相应的量子计算装置。

5，3．须注意的问题

   (5,3，1) “量子纠缠”只是各“波函数”有彼此相互关联，同时运转的特性

不能误解为：各个别粒子，无论相距多远，都能“心灵相通”彼此相互关联，同时运转。

发射各个别的粒子，是没有“量子纠缠”的。

   (5,3，2) 激励方式必须持续、稳定

只有持续、稳定的激励方式，才能使相应材料持续、稳定地产生大量同种的粒子，表达为“2^n*进位”的编码，和持续稳定地发射多类（n）种有彼此相互关联，同时运转特性的粒子，才可能建立相应的量子计算装置。,

激光和微波束通常也是由电激励产生的。

电激励方式，是在电导体或半导体导带中，使各电子或空穴，在各原子不同能态的跃迁和发射相应的光子，又被相邻原子吸收，使相应的电子或空穴，在相应不同能态持续、稳定地跃迁，才能产生持续、稳定的电激励。

激光和微波的持续、稳定，也必须相应的电激励是持续、稳定的。

   (5,3，3) 振幅的衰减

“波函数”会因各种衰减因素，而降低其振幅，使其可现n*减小，降低、限制，相应的计算速度。

为使相应的电激励持续、稳定，在有关情况下，就需要降低相应的电阻，这就是需要采用超导的原因。

   参考如下报道：

  一维量子系统研究领域中国科学家获重要进展

  2017年10月24日05:49  来源：人民网－人民日报海外版

据新华社合肥10月23日电

记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟教授及同事苑震生等人与中科院武汉物理与数学研究所管习文研究组合作，近期通过对光晶格中的超冷原子进行量子调控和测量，在国际上首次获得了一维有限温多体系统在经典气体和量子液体之间转变的量子临界性质，并通过测量其相位关联观测到了拉亭杰液体的幂定律关联特性。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果。

　　一维量子系统研究涉及纳米线、纳米管、线型冷原子阵列等多种物理材料，这些材料有望应用于纳米光电、传感、能源以及量子信息处理等技术领域。在这个研究领域，2016年诺贝尔物理学奖得主邓肯·霍尔丹及其合作者建立了被称为朝永—拉亭杰液体（TLL）的理论，预言了低温下一维体系的超导性、赝长程序、自旋电荷分离等一系列物理特性。但由于实验制备和调控一维量子系统难度极大，观测预言的物理特性及一维量子临界现象一直是国际物理学界的重大挑战。

　　针对这些问题，中国科学家联合研究团队创造性地搭建了新的实验系统，开发了独特的量子调控技术。通过对实验观测的原子密度分布数据进行分析，他们提取了体系压强、熵密度、比热和压缩率等热力学量，推导出其遵循的普适规律。

   世界首台!我国量子计算机超越早期经典计算机

   2017年05月03日11:04  来源：人民网-科技频道

人民网上海5月3日电

近日，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组，成功构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。中国科学院量子信息和量子科技创新研究院今日在上海举行新闻发布会，介绍了这一研究进展。

“量子计算机在求解某类特定问题上具有巨大的优势。”中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟介绍，量子计算利用量子相干叠加原理，在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长，可为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案。

“比方说，一台操纵50个微观粒子的量子计算机，对特定问题的处理能力可超过超级计算机。”潘建伟介绍，发展量子计算技术的主要挑战通过发展高精度、高效率的量子态制备与相互作用控制技术，实现规模化量子比特的相干操纵。

由于量子计算的巨大潜在价值，欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源，开展协同攻关，同时，大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等也强势介入量子计算研究。潘建伟介绍，目前，国际学术界在基于光子、超冷原子和超导线路体系的量子计算技术发展上总体进展较快。

在各个路线的较量中，“多粒子纠缠的操纵”作为量子计算的核心资源，一直是国际角逐的焦点。在光子体系，潘建伟团队在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平，并于2016年底把纪录刷新至十光子纠缠。

在此基础上，团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源，通过电控可编程的光量子线路，构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。实验测试表明，该原型机的“玻色取样”速度不仅比国际同行类似的之前所有实验加快至少24000倍，同时，通过和经典算法比较，也比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快10-100倍。5月2日，该研究成果以长文的形式在线发表于《自然光子学》。

“这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟机，为最终实现超越经典计算能力的量子计算这一国际学术界称之为‘量子称霸’的目标奠定了坚实的基础。”潘建伟说。

量子计算机的研发有着不同的技术路线，记者在发布会上还了解到，团队不仅是在光量子体系的研究中领先，同时还在超导体系的研究中也几乎同时取得了突破性进展。研究团队打破了之前由谷歌、NASA和UCSB公开报道的九个超导量子比特的操纵，实现了目前世界上最大数目（十个）超导量子比特的纠缠，并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。成果即将发表于《物理评论快报》。

“当量子比特的操纵数量达到5个比特就能超越早期经典计算机，25个左右的时候，就能和现在的普通计算机计算能力相当。”潘建伟透露，目前研究团队正在致力于20个超导量子比特量子计算机的设计、制备和测试，并计划于今年年底前发布量子云计算平台，供科学家“体验”量子计算。

潘建伟预计，今年年底前将实现20比特的量子纠缠，到2020年左右，能够达到50个左右的纠缠，诞生实现“量子称霸”的超导计算机。“这是一个比较可靠的计划。”潘建伟说。