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天地志 | 我们对量子力学的理解有误?升级版薛定谔的猫实验,让量子学界炸锅

我们对量子力学的理解有误?

升级版薛定谔的猫实验,让量子学界炸锅

01

哥本哈根诠释是量子力学的诠释方式中最广为接受的一种,于上世纪20年代由量子理论研究的领头人尼尔斯·玻尔和沃纳·海森堡提出,以玻尔居住的城市命名。这种诠释方式认为对量子系统的观测会使波函数从弥散状态“坍缩”到一个数据点。


但是有一个问题是哥本哈根诠释没法解释的:为什么原子的量子世界与实验室观测的经典世界所适用的物理规则不同?尽管如此,哥本哈根诠释是很可靠的:尽管量子物体的状态是不确定的,实验观测总还是在经典领域进行,得到的结果也是清晰的。

现在,Frauchiger和Renner正在将物理学家们从这个舒服的位置上赶下来。他们的理论分析表明,哥本哈根诠释以及与其共享某些基本假设的诠释都并不自洽。


他们的实验过程比1935年薛定谔提出的实验要复杂得多。在薛定谔的实验中,有一个盒子中装着一只猫,盒中有一个可以放毒的装置,放毒与否依赖着一个随机事件,比如一个原子核的衰变。在这种情况下,猫的状态就不确定了,除非实验者把盒子打开查看猫的情况。

1967年,匈牙利物理学家耶诺·维格纳提出了一个悖论,他将猫和毒药换成了物理学家和一个可以产出两种结果的测量装置,比如一个可以正面朝上或者反面朝上的硬币。当维格纳的朋友意识到结果时,波函数会坍缩吗?一种想法认为是会的,他们觉得意识是量子领域之外的东西。但是如果量子力学用在了物理学家身上,那么在维格纳打开盒子之前,他就会处在一种结合了两种结果的叠加态。


Frauchiger和Renner的实验更加复杂(见下图)。实验中有两个维格纳,两个人都和在一个盒子里的物理学家做实验。两个朋友之一(不妨称她为Alice)扔了一枚硬币,然后用量子物理的知识将一个量子信息传递给了维格纳的另一位朋友(称为Bob)。Bob也可以通过量子物理的知识将Alice抛硬币的结果猜出来。根据Renner的说法,当两个维格纳打开盒子时,有些情况下他们可以确定硬币朝上的是哪一面,但是有时候他们的结论是不同的,他说:“一个人说,'我确定是正面。’而另一个说,'肯定是反面。’”

(图片来源:nature)

用两台量子计算机来代替Alice和Bob是比较合理的做法:实验只要求他们了解物理规律并且可以据此作出判断,理论上来说一个人可以探测到量子计算机的完备量子态。(但Renner也指出,能完成这么复杂的任务的量子计算机仍然没有出现。)

2018中国AI计算力排行出炉: 北上杭深庐五城进入第一梯队

02

“人类社会已经快速步入智慧时代,这个时代的核心驱动力或者说生产力就是计算。”中国工程院院士、浪潮集团首席科学家王恩东近期在2018人工智能计算大会上表示。


他列举了一些数据,以说明计算力与企业价值、国家GDP之间的关系。“今天,市值前十名的公司几乎都是信息技术与服务公司,比如苹果、亚马逊、Alphabet、Facebook、阿里巴巴、腾讯。他们在计算力上的投入最多,计算力也为这些公司创造了价值。”王恩东说。“从国家层面来看,GDP与计算力也呈现出了正相关关系,GDP排名前五的国家与服务器出货量前五名几乎保持一致。”


那么,在中国,计算力在不同的城市与区域间分布情况如何,或许就可以反映出一个城市的现在的价值及未来的增长潜力。看计算力在不同场景下的应用情况,也可以获知人工智能的未来发展趋势。在2018人工智能计算大会上,同期发布了《2018中国AI计算力发展报告》,可以从中一窥中国AI发展的潜力与趋势。


整体来看,2017年中国AI的投资增长了10倍,算力提高了230.7%,数据量增加50%。在不同的城市及区域,数据显示,中国AI计算力发展前十名的城市可以分为两个层级,在第一层级中,杭州排在首位,紧随其后的为北京、深圳、上海、合肥。在第二层级中,包括了成都、重庆、武汉、广州和贵阳。

来源:《2018中国AI计算力发展报告》

比黑镜更炸裂,今年最容易错过的悬疑科技神片!

03

由《星际迷航》里的亚裔老熟脸,“韩国周杰伦”约翰·赵 (John Cho) 领衔主演的电影《网络迷踪》(Searching),早在 2018 年就在圣丹斯电影节拿下 3 项大奖,公映后也在烂番茄上保持了 93% 的新鲜度。

这部没什么当红影星、也没什么大场面的小成本电影,当初被索尼以五百万美元的白菜价买到手,上映仅三周,全球票房就冲到了 4700 万美元,约合三亿人民币。索尼真的捡到宝!


而《网络迷踪》最神奇的地方在于,整部片子都是通过手机或者电脑等电子屏幕的视角呈现的。


看完后硅星人不禁跃跃欲试:给我一台 MacBook,给我一个 iPhone,我没准也能在家拍出这个么片儿来……

但恰恰是这种看起来省事省钱的制作方式,结合《网络迷踪》的剧本,最终呈现出的效果就只有一个词可以形容:炸裂!炸裂!!炸裂!!!


其实《网络迷踪》讲的故事,用一句话就可以概括:高中生女儿突然失踪,苦逼爸爸抽丝剥茧发现“乖乖女”的惊天秘密。

宇宙的未来  现在  过去

四十二史

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