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没有人会声称量子物理现在很容易理解,但也许它并不像我们想象的那么复杂

新的研究表明,量子世界中最神秘的两个特征 - 不确定性原理和波粒二象性 - 仅仅是一枚硬币的两面

荷兰代尔夫特理工大学副教授斯蒂芬妮·韦纳博士说:“不确定性与波粒二象性之间的联系在你将它们视为关于系统可获得哪些信息的问题时非常自然地出现

”研究背后的科学家在一份书面声明中说

“我们的结果突出了从信息角度思考物理学的力量

”波粒二象性是基本粒子可以表现出波浪状行为的想法 - 例如,如经典的双缝实验所示

不确定性原理认为,不可能同时知道粒子的位置和动量

拟议的这两项功能的统一可能会带来密码学的新进展,加拿大滑铁卢大学量子计算研究所和Wehner的合作者之一的博士后研究员Patrick Coles博士在一封电子邮件中告诉The Huffington Post

例如,他说,它可以指出提供“完全安全”的在线信用卡交易的方式

此外,这一进步有望让物理系学生更容易理解一个众所周知难以理解的领域

科尔斯说,“他们不仅可以学习两种不同的现象,而且可以学习不确定性原理,然后推断波动和粒子行为之间的竞争是不确定性原理的结果

”但也许最重要的是统一可能会改变科学家看待物理世界的方式 - 正如19世纪科学家发现电和磁不是明显的力量而只是我们现在称之为电磁的单一力的不同表现时所发生的那样

“虽然我们的工作没有达到那种程度的影响,但我们的工作确实会影响物理学家如何看待量子理论的结构,”科尔斯在电子邮件中说

“大多数物理学家认为量子理论适用于我们周围的每一个物体,包括我们自己

即使想到我们内部的粒子有时表现得像波浪一样奇怪,这也是奇怪的事实

”科尔斯说,新研究的关键是用数学将波和粒子行为的语言翻译成不确定的语言

他提供了以下类比:“当我们看到关于波粒二象性的文献时,就像试图阅读象形文字一样

我们取得的重大突破是发现罗塞塔石碑,或构建罗塞塔石碑,这使我们能够将这些象形文字翻译成我们的母语......这特别有趣,因为之前没有人翻译过这些象形文字

“其他物理学家对这项研究做了什么

加拿大滑铁卢周界理论物理研究所的物理学家Robert W. Spekkens博士称其“非常好的结果”和“重要的”,并补充说“我们越了解不同量子现象之间的联系,我们越有可能理解量子理论的基础

“描述该研究的论文于12月19日在Nature Communications杂志上发表

作者:米匕胡

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