非对易空间研究方法

❶ 物理学的研究方法有哪些

一、控制变量法：通过固定某几个因素转化为多个单因素影响某一量大小的问题.

二、等效法：将一个物理量,一种物理装置或一个物理状态（过程）,用另一个相应量来替代,得到同样的结论的方法.

三、模型法：以理想化的办法再现原型的本质联系和内在特性的一种简化模型.

四、转换法（间接推断法）把不能观察到的效应（现象）通过自身的积累成为可观测的宏观物或宏观效应.

五、类比法：根据两个对象之间在某些方面的相似或相同,把其中某一对象的有关知识、结论推移到另一个对象中去的一种逻辑方法.

六、比较法：找出研究对象之间的相同点或相异点的一种逻辑方法.

七、归纳法：从一系列个别现象的判断概括出一般性判断的逻辑的方法.

(1)非对易空间研究方法扩展阅读：

物理学的本质：物理学并不研究自然界现象的机制（或者根本不能研究），我们只能在某些现象中感受自然界的规则，并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。我们有限的智力总试图在理解自然，并试图改变自然，这是物理学，甚至是所有自然科学共同追求的目标。

六大性质

1.真理性：物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘，反映出物质运动的客观规律。

2.和谐统一性：神秘的太空中天体的运动，在开普勒三定律的描绘下，显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一，也显示出美的感觉。

牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立，又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。

3.简洁性：物理规律的数学语言，体现了物理的简洁明快性。如：牛顿第二定律，爱因斯坦的质能方程，法拉第电磁感应定律。

4.对称性：对称一般指物体形状的对称性，深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如：物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。

5.预测性：正确的物理理论，不仅能解释当时已发现的物理现象，更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在，卢瑟福预言中子的存在，菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑，狄拉克预言电子的存在。

6.精巧性：物理实验具有精巧性，设计方法的巧妙，使得物理现象更加明显。

对于物理学理论和实验来说，物理量的定义和测量的假设选择，理论的数学展开，理论与实验的比较是与实验定律一致，是物理学理论的唯一目标。

人们能通过这样的结合解决问题，就是预言指导科学实践这不是大唯物主义思想，其实是物理学理论的目的和结构。

在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上，物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不用依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质，其它性质则是群聚的想象和组合。

通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与其对应，但一个实验不能对应多种关系。也就是说，一个规律可以体现在多个实验中，但多个实验不一定只反映一个规律。

❷ 空间分析方法

空间信息量算是空间分析的定量化基础。空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。如查询满足下列条件的城市：在京九线的东部， 距离京九线不超过200公里， 城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万。整个查询计算涉及了空间顺序方位关系(京九线东部),空间距离关系（距离京九线不超过200公里），甚至还有属性信息查询(城市人口大于100万并且居民人均年收入超过1万）。间信息量算包括：质心量算、几何量算、形状量算。

2、空间信息分类

这是GIS功能的重要组成部分。对于线状地物求长度、曲率、方向，对于面状地物求面积、周长、形状、曲率等；求几何体的质心；空间实体间的距离等。空间分析常用的空间信息分类的数学方法有：主成分分析法、层次分析法、系统聚类分析、判别分析等；

缓冲区分析

缓冲区分析是针对点、线、面等地理实体，自动在其周围建立一定宽度范围的缓冲区多边形。

邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确定是空间分析的一个重要手段。交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重要性，公共设施的服务半径，大型水库建设引起的搬迁，铁路、公路以及航运河道对其所穿过区域经济发展的重要性等，均是一个邻近度问题。缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。 所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。

叠加分析

大部分GIS软件是以分层的方式组织地理景观，将地理景观按主题分层提取，同一地区的整个数据层集表达了该地区地理景观的内容。地理信息系统的叠加分析是将有关主题层组成的数据层面，进行叠加产生一个新数据层面的操作，其结果综合了原来两层或多层要素所具有的属性。叠加分析不仅包含空间关系的比较，还包含属性关系的比较。

       叠加分析可以分为以下几类：视觉信息叠加、点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形叠加、栅格图层叠加。

❸ 圈量子引力的相互区别

1、21世纪形式本体论的无之书
当前宇宙模型已有数种，如霍金果壳状膜宇宙模型、斯坦哈特-特鲁克火劫/循环膜宇宙模型、兰德尔-桑德拉姆膜宇宙模型；波乔瓦尔德的宇宙前世模型和斯坦哈特-特鲁克的火劫/循环膜宇宙模型有相似之处，所以也没有什么错。但如果我们都回到以爱因斯坦的相对论以及量子力学为共同基础的数学方程，那么波乔瓦尔德的“圈量子引力论”也有一些可商榷的地方。
如说通过爱因斯坦广义相对论允许物质和能量无限地紧密，这会形成一个数学上的奇点，因此它对于研究宇宙的大爆炸起源是无能为力的。这其实是一个不实之辞。广义相对论虽然也可是球面数学，但这只是其中一个数学设定；如果把环量子研究引出的“点内空间”也看作它的一个数学设定和21世纪“第三次超弦革命”的一部分，那么要回答宇宙怎么产生？“点内空间”联系当代科学对“无”的研究，“点内空间”类似“无”的一个系综，因此从非对易代数也能够推证宇宙是无中生有。如从数学中的零到空集，从物理学中的以太到量子真空，从宇宙学中的大爆炸到暴胀宇宙，“无”始终是我们无法回避的中心话题。“无”是人类思想中一个玄秘深奥、难以捉摸而又不可或缺的重要概念。对“无”的本质、性质和它既能突然变化又能缓慢变化的倾向有一个正确概念是很重要的，这就是联系“点内空间”，也许它类似我们说虚数存在于“点内空间”，但是负数也可存在于“点内空间”，例如我们说负时间也是进“点内空间”的。即“无”联系类似真空零中隐含的正、负、虚、实数的缠结与交叉。“无”的形式本体论就类似“乌托子球”和“乌托子环”的先验图式，并且有可分可合的缠结。
零和正、负、虚、实与强电场产生的光子、正电子、电子对应，这还是现实宇宙真空中发生的现象，那么在大爆炸之前的宇宙中，即在超零的真空中还会发生什么现象呢？例如空间在从t=－μ到t=0的过程中一直在不断膨胀。然而这种包含类似零中正、负、虚、实的宇宙，仅是可能出现的最简单的宇宙形态，正是在朝着t=0的方向扩张的过程中，正、负、虚、实的宇宙时空的曲度变得越来越大，结果导致了温度和能量密度的显着增加，这些粒子诞生时携带着巨大的动能，结果导致宇宙的温度逐渐上升，这与认为粒子的产生和温度的升高发生在膨胀结果之后的标准大爆炸理论是正好相反的。例如宇宙“有生于无”，宇宙之前是“点内空间”，“点内空间”是虚数，是“无”，如人死之后、人生之前一样。为什么虚数会进入实数，是因为虚数轴与实数轴在零点有交叉，这里虚数与实数缠结的量子涨落起伏，有概率产生从零向实数轴正方向的实数“大爆炸”。
与牛顿理论不同的是，在爱因斯坦的理论中，大爆炸不是起源于一个点，而是所有的点，所有的点同时爆炸，就像一个微小的气球一开始被突然充气一样，球面上所有的点都飞速离开其它的点。爱氏的着名方程就预言这样的大爆炸。这里发生的机制是，实数轴从负数经零到正数的大小序列箭头方向，与时间大小序列箭头方向的一致，使宇宙大爆炸有了发生之前的研究。即我们的宇宙从大爆炸开始，经历过暴胀期、静止期、匀速膨胀期、减速膨胀期，加速膨胀期。其证明是，把大爆炸之前看作“无”，看作“点”，看作“点内空间”，这是一种“超零”真空或“零点能”，是实、虚、正、负、零五元数量子源和量子共振腔的确定与模糊的缠结状态。例如，零和正负，与强电场产生的光子、正电子、电子对应，这正是现实宇宙真空中发生的现象，我们可以拿此类比，那么在大爆炸之前，即在“超零”的真空中，如果还有与现在宇宙真空中的光子、正电子、电子类似的零点能起伏的话，它们也是可以存在和虚拟生存的量子“起伏”，也永远不可能保持经典意义上的真空状态，而是由无数自发地冒出，而后又消失在实、虚、正、负、零五元数的“超零”的“虚”粒子构成的翻腾的大海中，这也就含有无数的能量。这种量子“起伏”造成的实、虚、正、负量子源组合的对称破缺和非局域性不平衡,它们可以从实验或理论得出的一次几率是，正、负实数的“超零”量子局域与正、负虚数的“超零”量子局域分离，并且前者达到可能的极大值；与此同时，前者中，正实数的“超零”量子局域与负实数的“超零”量子局域分离，并且这个后者也达到可能的极大值，从而引发穿过零点场的宇宙大爆炸和宇宙暴胀期，直到这种“点内空间”关闭，实数的“超零”量子局域与虚数的“超零”量子局域暂时分界平衡，宇宙暴胀速度急剧下降，而出现宇宙静止期、匀速膨胀期、减速膨胀期。但不管是“点内空间”还是“点外空间”，实、虚、正、负、零五元数的“超零”真空的量子“起伏”海洋的翻腾不会停止，特别我们宇宙进化产生了“黑洞”，巨大的星体物质返回“点内空间”，使实数的“超零”量子局域与虚数的“超零”量子局域出现逆转的更大远离平衡，产生了对“点外空间”更大的拖拽力，这就是“暗能量”，同时引起我们的宇宙加速膨胀。
2、大爆炸时间起点与宇宙前世时间概念不同
借助庞加莱猜想熵流，用空心圆球不撕破和不跳跃粘贴，能把内表面翻转成外表面，可证时间之箭的起源，在此还能把热力学与量子论、相对论、超弦论相联系。即如果我们假想把空心圆球内表面翻转成外表面变换成的“热扩散”图相，而把内“起点”和外“起点”看成是两端分离的两个装有相同气体分子的容器，容器中分子运动产生的密度或压力，还可转换成温度。由于两端容器的连通，密度、压力或温度不同，还可转换成“温差”或温度梯度。两端的“温差”是靠连通它们之间的“转点”---即“庞加莱猜想球”的自旋，特别是体旋反馈或自组织的。但“时间”是如何产生的，并没有清楚说明。克劳修斯认为，耗散使得热和功之间产生了十分重要的不对称性---熵，而与时间之箭发生联系；按他对热力学第二定律的说法，在可逆过程中熵改变是零，而在不可逆过程中熵总是增加的；是熵把系统拖向平衡。但普里高津的非平衡热力学给出了两个分支：线性分支描述接近平衡的系统的行为，非线性分支处理系统远离平衡时的情况。热扩散说明在不可逆的、非平衡态过程中，也可以产生出有序性，这样时间箭头就和可能出现的结构联系。众所周知，温度梯度会给该系统一个推力，因而可以被描述为如同一种热力学力；这力造成了热量流和质量流。热力学第二定律解释，是熵直接联系无序；热扩散表明，有序的组织可以自发地从无序状态中形成。
庞加莱猜想球模型，代表的是一种“开弦”和“闭弦”空间运动，包含了卷缩的额外维空间。“转点”通道的庞加莱猜想球，虽然不是曲点、闭弦，但它起的交流作用，客观上类似“闭弦”的线旋。用自旋分析的“开弦”和“闭弦”粒子的复杂程度值，它对应热力学的不可逆方程，首先要了解玻尔兹曼的一个关键性近似，即分子混沌假说---他认为分子在快要碰撞之前是彼此不相关的，但在碰撞之后它们就变得彼此相关了。因为它们的轨道由于碰撞而发生了改变，以及这个分子混沌假设是时间不对称的，这就解释了为什么玻尔兹曼方程描述了不可逆的时间演化。联系空心圆球内表面翻转成外表面模型的“转点”之奇，而不同于数学空间的数值点、原点、奇点、焦点、鞍点、结点、中心点等标点，是它能把彼此不相关的正负、虚实空间中的循环运动、对称运动、无序运动等轨道运动联系起来，并用不可逆的概率统计的自旋运动，把这些运动轨道砸碎，这就把正负、虚实空间相关之后的循环运动、对称运动、无序运动等轨道运动与时间联系起来，而具有了一种世界性、宇宙性，压倒了任何时间。
众说纷纭的宇宙大爆炸，只是一种数学推导模型，它所具有的时间起源性质，是人为加上去的，不具有热力学不可逆性质的数学推导，所以才有霍金的南极之外无南极的这种不漂亮，也不完备的宇宙开端之前无时间的证明。如果把宇宙大爆炸的数学推导模型和庞加莱猜想证明运用的空心圆球不撕破和不跳跃粘贴，能把内表面翻转成外表面方法的数学模型联系来，宇宙开端之前无时间的证明才是完备的。宇宙大爆炸本身用来解释时间的起源，是球的外表面和内表面的连续收缩都是对称的，但如果内表面翻转为外表面，就有不对称；这联系时间的起源，是相对于球内表面信息储存，外表面的时间总是有的。而这与波乔瓦尔德说的宇宙前世的时间概念计量是不同的。宇宙前世的时间概念属于负无穷大数列，只是与宇宙大爆炸相比较的一个时间概念，并不能作出自己独立的时间数列的计量。宇宙大爆炸的时间概念不同，它有绝对的起点，但它又与公历的时间纪年不同，公历的时间纪年有公元前和公元前之分，它是一个派生的时间概念，而宇宙大爆炸的时间是一个形式本体论概念，它受类似非对易几何和非对易代数的规则之门的制约。一般不提虚时间或点内空间，宇宙大爆炸的时间并没有宇宙大爆炸之前的说法。这个说法一般来自坚持机械唯物论和唯心辩证法的地区，那里在社会科学领域虽反对迷信和灵魂不死说，但在自然科学领域却坚持类似物质存在的人不会死的实数无限可分说，产生有严重的国际自然科学失语症。
例如快子与慢子，国际上是个通用的称呼，快子指超光速粒子，是虚数粒子，类似“点内空间”或环量子；慢子是实数粒子，类似“点外空间”或球量子。所以快子与慢子，类似点内空间和点外空间，或者环量子和球量子，是类似非对易几何或非对易代数的一对形式本体论的结合。但实数无限可分说者的快子与慢子，都是同一种类型，如或是球量子，或是点外空间，都是实数粒子，只是快子大于光速实数，慢子等于或小于光速实数。当然这和波乔瓦尔德的宇宙模型一样，可以作为一种学术存在，长期争论下去，因为它们本身也是一种形式本体论的形式。如波乔瓦尔德自己也说：“如果情况确实如此，那么我们可能无法确定宇宙的精确起源。它将永远是一个哲学情境。”
3、形式本体论有没有意思
综上所述，形式本体论所指的“形式”类似用图像作类比解释，其规则之门类似非对易几何和非对易代数的结合，并无多大歧义；其复杂性来源于形式本体论所走的道路曲折和所处的环境差异较大。一些学人对形式本体论不感兴趣，觉得“形式”这个概念太普通，没有多大意思，其实不然。例如我们小时候，觉得“空间”和“时间”概念太平常，直到上了高中都还觉得没多大意思，后来（1965年）读了邓乃平先生着的《空间和时间的故事》一书，知道爱因斯坦正是用我们觉得没多大意思的空间和时间，做出了大学问，才知也许我们人类觉得最没意思最平常的概念，可能还包含着不少的秘密。现在看来“形式”，正是这种最没意思最平常的概念，但它比“物质”概念的歧义少，更容易把我们人类带出困境，所以说，看没有多少形式本体论的文章，才没大意思。
圈量子引力 在普通人的脑海中，宇宙是一个整体。可是，有一些“疯狂”的科学家现在却宣布，宇宙是破碎的，我们的世界，包括空间和时间，是由无数的微小“积木”搭建而成。 随手拿起一张白纸，我们会发现，它的表面很光滑，光线照射在上面，甚至会反射出光泽。好，现在，让我们拿起放大镜，再次观察这张白纸，我们会发现，这张纸的表面其实并不那样光滑，它是凹凸不平的。 如果我们的放大镜质量上乘，放大倍数很高，我们甚至能看到，纸其实是由许多的木质纤维组成，这并不奇怪，纸就是木材被加工后得到的。 再放大一些怎么样？从这张白纸上撕下很小很小的一片，放到显微镜下观察，我们会发现这张纸竟然漏洞百出。请不要责怪造纸厂偷工减料，所有的纸通过显微镜观察，都是这副模样。如果我们的显微镜放大倍数足够高，我们甚至能看到在纸上散步的细菌。 假如仪器允许我们看得更细，我们还能看到什么？纸也好，纸上的细菌也罢，都是由原子构成的。原子依然可以划分为更小的物质。似乎，我们可以看到无限小的物质，只要我们的仪器能让我们看清楚。 可是，如果我们把仪器对准原子和原子之间的空隙，也就是我们通常所说的空间，我们能看到什么呢？如果可能，把我们的仪器对准时间，我们又能看到什么？ 如果我们把无比精密的显微镜对准原子和原子之间的空隙，我们将看到，空间是由一块一块的小空间组成的，同样我们把仪器对准时间去观察，将发现时间也不是连贯的，它也是一段一段拼合成的。 不必惊讶，这就是关于时空的新理论——圈量子引力理论告诉我们的。这个理论预言，我们周围的空间并不是无限可分的，它是离散的，有最小的组成体积，空间不会比这个体积更小了。 打个比方，用杯子盛满水，倾斜杯子，使水缓慢流出，肉眼告诉我们，水连续地流淌着。这好比我们从前理解的连续空间。把杯子里的水用绿豆代替，再度倾斜杯子，使豆子洒出来，我们看到一粒粒豆子从杯中滚出，这好比新理论告诉我们的空间，空间不是连续的，而是一粒一粒的。 这些小“绿豆”，即空间的最小单元，它的体积和表面积可以用一个非常小的量来度量，即普朗克长度。普朗克长度非常小：10-33厘米；因此，空间的可能的最小面积，大约是普朗克长度的平方，即10-66平方厘米。同理，空间可能的最小的体积，大约是普朗克长度的立方，也就是10-99立方厘米。 这一粒粒组成空间的 “绿豆”是如此地渺小，在1立方厘米的空间中，含有1099个小“绿豆”。要知道，我们宇宙的体积，也不过是1立方厘米的1085倍。 在圈量子引力理论中，时间同样不是一条连续流淌的长河，而是如时钟的滴答声一般，每“滴答”一次，就大约是一个普朗克时间：10-43秒。说得更准确一些，在我们的宇宙中，时间就是以数不清的时钟滴答声来流动的；时间滴答滴答地跳过1043个最小时间（普朗克时间），我们的手表指针刚好走过1秒。 宾夕法尼亚物理学家阿贝·阿什特卡称：“尽管爱因斯坦广义相对论在解释宇宙方面表现出众，甚至可以描述到接近宇宙的起源，但是在接近宇宙大-时，物质密度变得极大，相对论就不再适用了。要解释大-之前的宇宙，我们就得应用量子理论，而在爱因斯坦时代这种理论还没有出现。”阿什特卡和他的两位博士后研究员，托马斯·保罗斯基和帕姆普里特?辛格，正试图用量子理论解释大-前的宇宙形态。他们使用一种叫做圈量子引力的理论，建立了数学模型，可以直接描述宇宙大-，甚至解释-前的情景。另一方面，阿什特卡说，在大-之前存在着另一个时空几何的宇宙，与现在的宇宙十分相似，只是它不是在膨胀，而随着时间逐步缩小。他还说，其实宇宙的变迁并非传统意义上的大-，实际上是一次量子跳跃。圈量子引力，被认为是将广义相对论和量子物理学相统一的最有效手段，由宾夕法尼亚州重力物理与几何学院始创，由阿什特卡牵头。“这种理论假定时空几何本身有离散的‘原子’结构，”阿什特卡解释到，“与我们熟悉的时空连续性不同，空间是由一维量子构成，在接近大-时，这种构造被剧烈地打破，量子自身的属性使得物质引力相互排斥，而非相互吸引。“尽管早些时候就已经有大-前存在另一个宇宙的设想，但是用数学模型来系统描述‘前宇宙’的存在并推断它的时空几何还数首次。”阿什特卡说，“我们起初的工作是模拟出一个与当今宇宙同质的宇宙，我们对圈量子引力理论充满信心，我们将继续完善这个模型，以便更好地描述出我们已知的这个‘前宇宙’，并且更好的理解量子引力的特点。”

❹ 什么是Wigner函数什么是非对易空间

我的理解是Wigner函数提供了另一种对量子力学的诠释。在经典力学中，系统的演化在相空间中表现为一条确定的轨迹。而在量子力学中，系统的演化在相空间的轨迹不再是确定的，而是有一定的概率分布，也就是Wigner函数所表示的“准概率分布”。不知道这种理解是否准确？

❺ 量子物理

中国科学技术大学2007年招收攻读硕士学位研究生招生简
070201理论物理

01粒子物理与现代场论（包括黑洞物理和量子引力，非微扰QCD，非对易空间量子场论）
02凝聚态理论（包括SD和BS方程及其应用，自旋玻璃理论及其应用）
03统计物理、非线性物理与复杂系统（包括混沌的控制与同步、复杂适应系统的动力学行为、复杂网络的模型与理论）
04量子信息和量子计算
05原子分子理论
25
理学院
近代物理系(3601174)

①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

070202粒子物理与原子核物理

01粒子物理实验
02粒子物理理论
03核固体物理
04核技术应用
05量子计算实验
25
理学院
近代物理系(3601174)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

070203原子与分子物理

01电子与原子分子碰撞物理
02原子测控和识别
03量子信息和冷原子物理
04同步辐射原子分子物理
8
理学院
近代物理系(3601174)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④835原子物理与量子力学

070204等离子体物理

01基础等离子体物理
02聚变等离子体物理
03低温等离子体及高技术应用
04等离子体诊断物理
12
理学院
近代物理系(3601174)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④808电动力学A或872等离子体物理导论

070205凝聚态物理

01强关联体系与低温物理
02纳米材料与物理
03凝聚态理论
04功能薄膜与器件物理
05光学材料与光谱学
32
理学院(3600462)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学或809固体物理

29
微尺度物质科学国家实验室(3606540)

070207光学

01量子光学与量子信息
02光电子科学与技术
03光信息处理与计算设计
04强激光与激光生物
26
理学院
物理系(3601066)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

070221★量子信息物理学

01量子计算实验
02量子通信
03量子物理基础
6
微尺度物质科学国家实验室(3606540)
①101政治理论②201英语③624普通物理A④811量子力学

吉林大学应用物理

应用物理系包括无线电物理专业及测试计量技术及仪器专业两个专业。

无线电物理简介:

无线电物理采用近代物理学和电子信息科学的基础理论、方法及实验手段，研究电磁场和波及其物质相互作用的基础规律，据以开发新型的电子器件和系统，发展信息传输和处理的新理论、新方法和新技术并在电子系统中推广应用。现代许多高新技术：如电子计算机技术、量子电子学、光电子学、超导电子学，以及量子信息技术等无一不与无线电物理密切相关，并以之为基础，或即属于其研究范畴。当今高新科技的发展已促进电子信息科学的研究从简单物质到复杂系统，从定性解到定量解，从线性问题到非线性问题，从正向研究到逆向反演的转化，而且出现了电子信息科学技术、应用物理等不同学科的广泛交叉和应用。形成了众多交叉学科和高科技的应用基础。同时，又促进了物理学基础理论的深入发展。
电子计算机就是在无线电电子学和物理学的基础上发展起来的，如今电子计算机的发展已经历了四代，即电子管计算机，晶体管计算机，集成电路计算机，大规模、超大规模集成电路计算机等。计算机的更新换代得益于电子元器件的发展，是建立在物理学的基础之上，是以电子在真空中，在半导体材料中运动规律的认识突破为前提。一台电子计算机就是一个物理系统，计算过程是这个物理系统的一种时间演化。
在计算机的发展中，小型化和高度集成化是一个重要目标，如今芯片上线宽已达亚微米乃至纳米量级，集成度为11x11mm2芯片上集成几千万个元件。再进一步缩小芯片上元件的尺寸，当其接近原子量级尺寸时，电子运动的规律只能用量子力学理论来描述，电子的波动性成为其主要特征。这意味着微电子技术将面临一场革命。量子器件将被发明，量子计算理论将被提出，量子计算机将产生。量子计算机作为一种新的计算机，不仅仅是在现有计算机基础上向前迈进了一步，而且使整个计算的概念焕然一新，量子计算的思想对物理学的基础也有深远意义。量子器件及量子计算机的研究是跨世纪工程，它涉及物理学，计算机科学,数字等诸多学科，已成为当今世界研究的热点。
物理学的发展为计算手段的革命提供了物质基础，计算机的出现又彻底改变了物理实验的面貌，带来了新的物理学.新的物理学是立足于实验、理论和计算三大支柱之上。面向二十一世纪的物理学工作者，不能仅限于享用现有计算机资源，必须发挥创造性，自行设计专用计算机，以解决物理实验中数据采集和处理问题。方能深入探索过去无法想象的复杂现象的本质。这就要求物理学工作者即要有扎实的物理基础，又要精通电子计算机。
随着科学技术的发展，无线电物理的研究领域也在不断拓展,计算机物理就是其中之一。本专业侧重于计算机物理方向的研究。

研究方向：

量子信息技术基础理论、量子计算机物理模型，经典计算机上模拟量子算法，以及计算机在物理实验中的应用等。

培养目标：

（1）、博士学位：掌握无线电物理的数理理论，实验技术，和计算机科学理论。至少掌握一门外语，能熟练地阅读专业外文资料。具有一定的写作能力和进行国际学术交流能力。了解本学科发展前沿。并在所研究的方向或专门技术上做出创造性的成果。具有学术带头人或项目负责人的素质。能承担量子信息技术领域的科研课题工作。能胜任高等学校的教学和科研工作。
（2）、硕士学位：应掌握无线电物理的数理理论和计算机科学理论，应较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料，了解学科前沿，能运用计算机技术研究物理学中的一些实际问题。具有从事科研工作的能力，可在高校、科研院所或企业从事本专业或相邻专业的教学、科研和工程技术工作。

❻ 关于量子力学的不对易关系

两个力学量如果不对易，则无法拥有共用的本征函数系，也就是说这两个算符对应于不同的希尔伯特空间（即本征函数对应的空间），当一个态矢量放到其中一个空间时，若为该空间的一个本征态（即该态矢量的方向与其中一个单位矢量的方向相同），则对应一个确定的力学量。而这个态函数放到另外的那个空间，则对应的力学量需要投影到那个态的各个单位矢量上，看看在各各单位矢量上的分量，就是说有很多个分量值——这也就是不确定性原理（测不准这个词不好，好像叫的跟仪器有关一样，叫做不确定更贴切）
共轭这个东西我的理解也不是太好，就感觉是像坐标那样，我们平时所用的坐标是在实空间的。但也有虚空间的坐标，波函数既有实数部分，也有虚数部分，那对波函数共轭一下，就对应一种矢量的对称操作吧
能帮你的就这么多，希望理解的了

❼ 什么是物理理论

理论物理

一、学科概况
理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等，几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。
二、培养目标
1．博士学位 应具备坚实的理论物理基础和广博的现代物理知识，了解理论物理学科的现状及发展方向，有扎实的数学基础，熟练掌握现代计算技术，能应用现代理论物理方法处理相关学科中发现的有关理论问题。具有独立从事科学研究的能力，具有严谨求实的科学态度和作风，在国际前沿方向或交错领域中有较深入的研究，并取得有创造性的成果。至少掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。毕业后可独立从事前沿理论课题的研究，并能开辟新的研究领域。学位获得者应能胜任高等院校、科研院所及高科技企业的教学”研究、开发和管理工作。
2．硕士学位 应有扎实的理论物理基础和相关的背景知识，了解理论物理学科的现状及发展方向，掌握研究物质的微观及宏观现象所用的模型和方法等专业理论以及相关的数学与计算方法，有严谨求实的科学态度和作风，具备从事前沿课题研究的能力。应较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料。毕业后能胜任高等院校、科研院所及高科技企业的教学、研究、开发和管理工作。
三、业务范围
1．学科研究范围 理论物理是在实验现象的基础上，以理论的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子、等离子体和凝聚态物质运动的基本规律，解决学科本身和高科技探索中提出的基本理论问题。研究范围包括粒子物理理论、原子核理论、凝聚态理论、统计物理、光子学理论、原子分子理论、等离子体理论、量子场论与量子力学、引力理论、数学物理、理论生物物理、非线性物理、计算物理等。
2．课程设置 高等量子力学、高等统计物理、量子场论、群论、规范场论、现代数学方法、计算物理、凝聚态理论、量子多体理论、粒子物理、核理论、非平衡统计物理、非线性物理、广义相对论、量子光学、理论生物物理、天体物理、微分几何、拓扑学等。
四、主要相关学科
粒子物理与原子核物理，原子和分子物理，凝聚态物理，等离子体物理，声学，光学，无线电物理，基础数学，应用数学，计算数学，凝聚态物理，化学物理，天体物理，宇宙学，材料科学，信息科学和生命科学

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目前主要研究方向：
(一)、粒子物理和量子场论
粒子物理学是研究物质微观结构及基本相互作用规律的物理学前沿学科。粒子物理理论作为量子场的基本理论，取得了极大的成功。粒子物理标准模型的建立是二十世纪物理学的重大成就之一，它能统一描述目前人类已知的最小"粒子"（夸克、轻子、光子、胶子、中间玻色子、Higgs 粒子）的性质及强、电、弱三种基本相互作用。粒子物理学有许多研究方向，例如：强子物理、重味物理、轻子物理、中微子物理、标准模型精确检验、对称性和对称性破坏、标准模型扩展等等。
当前，该所开展的粒子物理理论研究主要围绕粒子物理标准模型中尚未解决的一些基本问题和有关实验所暗示的新物理进行。其主要内容为：电弱对称性破缺机制，CP破坏和费米子质量起源，太阳和大气中微子失踪之谜以及粒子物理中的一些重要问题，量子色动力学的低能动力学，量子味动力学，手征微扰理论，重味夸克有效场论，手征对称性和夸克禁闭，格点规范理论，重味物理，中微子物理，强子结构和性质，超高能碰撞等。研究中特别注意各种新理论和新模型，如：超对称理论和模型，超对称大统一模型，两个或多个Higgs模型，味对称规范模型。在研究方式上注重紧密与实验结合，并以实验为基础，探索超出标准模型的新理论和新模型以及新的物理概念，运用和发展量子场论、群论、数学物理和计算物理等理论物理方法，开展与粒子物理前沿相关的量子场论研究。此外，重视与其他学科的交叉，开展粒子天体物理，粒子宇宙学和粒子核物理以及与粒子物理有关的超弦理论唯象学的研究。

(二)、超弦理论和场论
量子场论是研究微观世界的基本工具，属于重要的前沿领域，它的研究成果直接地影响理论物理许多分支领域的进展。弦理论是在量子场论基础上发展起来的一种新的物理模型，它避免了通常场论中遇到的紫外发散等问题，是当前统一四种相互作用理论的重要尝试。
目前该所在此方向的研究课题为：
1、量子场论及超弦理论，特别是其非微扰问题；弦理论的最新发展；
2、场论（特别是规范场论）及弦理论的数学工具，包括非对易几何，几何量子化等以及非对易空间上的规范场论、离散群或离散点集上规范场论、用非线性联络的规范场论等。
3、各种数学物理和计算物理问题；
4、低维场论，特别是与低维凝聚态物理有关的场论；
5、与粒子物理相联系的量子场论问题；弦理论在粒子物理中的应用；
6、与引力理论相关的量子场论问题，包括源于弦理论的量子引力、黑洞熵的起源等等。

(三)、引力理论与宇宙学
爱因斯坦的广义相对论是一个十分成功的经典引力理论,将引力量子化从而 建立一个自恰的量子引力理论是当前理论物理的一大重要任务。与广义相对论相比，标量－张量引力论具有很强的竞争力。广义相对论在宇宙学及天体物理中的应用（包括大爆炸宇宙模型、中子星和黑洞、引力透镜以及引力波的预言）已取得巨大成功，但是，许多疑难问题有待解决。例如，奇性困难，暗物质的构成及其存在形式、物理性质、在宇宙中的占有比例及其对宇宙演化的作用，物质反物质的不对称性，宇宙常数和暗能量问题，原初核合成，宇宙早期相变过程的拓扑缺陷问题,宇宙早期暴涨模型的建立,黑洞的量子力学,引力的全息性质等。
国际上若干大型的空间和地面天文观测装置（包括大型望远镜、引力波天文台、等效原理的检验装置等等）将在今后若干年内投入使用，这将对现有的宇宙学模型、引力波的预言以及等效原理的正确性提供更精确的检验，随之而来的将是宇宙学和引力论的迅速发展，为理论工作提供更多获取重要成果的机遇。
理论物理所在本方向的研究围绕上述疑难问题开展。 (四)、凝聚态理论和计算凝聚态物理
复杂性和多样性是多体微观量子世界的基本特征，对其规律性的探索是凝聚态理论研究的核心。这方面的每一次突破，例如能带论和超导的BCS理论的建立，都对量子多体物理的应用和微观世界的认识产生了深刻的变革，其成果交叉渗透到数学、化学、材料、信息、计算机等许多学科和领域。近年来，在陶瓷材料、半导体异质结及其它低维固体材料中发现的大量反常物理现象召唤着新的电子论的诞生。对这些新的物理现象的研究是该所研究人员的一个中心任务，主要的研究方向包括：
量子Hall效应、高温超导电性、巨磁阻等强关联系统的物理机理、量子液体及量子临界现象；
量子多体理论方法，特别是数值计算的方法的探索和应用。计算方法包括密度矩阵重整化群、量子蒙特-卡罗计算、从头计算等；
量子点、线、碳管等纳米材料、半导体材料或结构中的非平衡量子输运及自旋电子学；
格点系统中的量子反散射与可积问题研究。

(五)、统计物理与理论生命科学
统计物理学研究方法极为普遍，研究对象广泛，它是微观到宏观的桥梁，简单到复杂的阶梯，理论到应用的途径。从生物大分子序列分析，到认识其空间结构，到理解生命活动中的物理化学过程，生命科学提出了大量富有挑战性的统计物理问题。这些问题的研究将深化对生命现象本质的认识，同时也将促进统计物理学本身的发展。
该所过去在本研究方向上重点开展了相变理论与临界现象、非线性动力学等方面的研究，目前研究重点集中在有限系统临界现象、重整化群方法、生物大分子序列分析以及生物体系中的输运问题等方面，探讨由生命科学激发的具有普遍意义的统计物理问题。生物信息学研究是本方向的热点，该所研究人员与北京华大基因研究中心有很密切的合作关系，在水稻基因组研究工作中已作出重要创新性成果。

(六)、理论生物物理
双亲分子膜是凝聚态物理软物质，或者叫复杂流体的前沿研究对象，是物理、化学、生物学交叉学科的研究课题。该所研究人员主要是运用微分几何方法，以液晶为模型，研究双亲分子膜的形状及其相变问题，已作出一组有国际影响的工作。现在本方向的研究正在向单分子膜、生物大分子与它们的生物功能联系（DNA单分子弹性、蛋白质折叠等）的理论探索扩展。

(七)、原子核理论
从20世纪九十年代中期开始到本世纪初的十年内，国际上先后有一批超大型核物理实验装置投入运行，如TJNAF(CEBAF)，RIB，RHIC 等等，核物理的发展进入了一个新阶段。这些新的巨型装置为从更深入的层次上研究核子－核子相互作用、核内的短程行为和核结构、各种极端条件下的核现象、核性质和多体理论方法提供了很好的机遇。在未来十年中，该所的研究人员将集中力量开展超重元素的性质及其合成途径，极端条件下的原子核结构，核天体物理及核内夸克效应等方面的研究，以求得对原子核运动规律的新认识。

(八)、量子物理、量子信息和原子分子理论
目前高技术的发展使得以前无法得到的极端物理条件（如极端强场、超低温度和可控的介观尺度）在实验室中得以实现。在这些特殊条件下，物质与光场的相互作用过程会呈现出一系列全新的物理现象,使得人们能重新认识物理学基本问题，导致新兴学科分支（如量子信息）的建立。
量子信息是以量子力学基本原理为基础、充分利用量子相干的独特性质(量子并行和量子纠缠)，探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性，为突破芯片元件尺度的极限提供新概念、新思路和新途径。量子力学与信息科学结合,充分显示了学科交叉的重要性，可能会导致信息科学观念和模式的重大变革。该所本方向的研究将基于量子物理基本问题的理论和最新实验的结合, 鼓励学科间的交叉渗透。发挥理论物理对量子信息研究具有前瞻性和指导性的作用，瞄准国际前沿，立足思想创新、探索和解决当前量子信息前沿领域的关键理论性问题。
目前该所在此方向上的研究课题主要为:
1．量子测量和量子开系统的基本问题:包括量子系统与经典系统相互作用，量子到经典过渡的基本模型,微观信息宏观提取的理论机制，量子耗散和量子退相干理论；也包括发展和应用实际的量子测量理论，探讨提高探测量子态效率的可能性。
2. 特殊量子态的基本特性。包括研究各种宏观量子态（原子玻色－爱因斯坦凝聚和原子激光，介观电流，微腔激子-极化子）的基本特性和运动规律,并探索它们作为量子信息载体的可能性.也包括超冷囚禁原子、分子系统与受限光场的相互作用，如腔量子电动力学和原子光学。
3．量子信息方案的物理基础。包括演化过程的动力学控制、纠缠态的度量，多粒态的局域制备和纯化、已知量子态远程制备和未知量子态远程传输。还包括提出新的量子算法、量子编码和量子纠错的新型方案，研究量子信息中的计算复杂性理论和相应的各种数学物理问题。
4. 强场中的原子分子运动。主要兴趣集中在强磁场和强激光场中原子分子的动力学行为，其中，许多全新的实验现象要求发展处理非微扰问题的崭新概念和方法。这方面的研究对揭示混沌体系的动力学和利用外场控制分子、原子过程有着重要意义。

(九)、计算物理
辛算法和保结构算法是我国着名数学家冯康及其学派在80年代中期系统提出、并完善和发展起来的。他们在这个领域的工作不仅一直领先，而且在计算数学领域占有非常重要的地位并取得了国际上的公认。在计算数学和计算物理中，引入保持所计算的Hamilton系统的辛结构，或者对于接触系统等保持系统有关的几何结构的思想非常重要。最近，国际上沿着保结构的思想，有关领域又有新的进展。比如多辛算法和李群算法的提出等等，它们分别是保持无限维系统的多辛结构的算法和系统李群对称性的算法。
该所在本研究方向上研究辛算法、多辛算法等各种保结构算法 及其在物理中的应用。

❽ 量子态的理论方法

“原子”或“以太”；“球量子”与“环量子”概念”。薛晓舟教授介绍的情况，古希腊留基伯认为，“原子”或“以太”和“虚空”是万物之源，这实际是个“非对易代数”类似的“量子理论”。即如果把不可分割的“原子”或“以太”看成是实数，“虚空”看成是虚数，实数与虚数存在有不可对易性。这里，“非对易”可近似理解为“非对应”。彭罗斯认为“非对应”最终含有“不可计算性。
liqichuan先生所说：“来源于我们所处的空间为三维的模式，球状正是这样一个空间最好的体现，而环状量子却违背了这样一个空间的基底”。也正是如此，现代科学才建立了以“球量子”为精神领袖的强大而十分巩固的“政权”。也许liqichuan（李奇传）先生所说的“复辟”，就是指会动摇以“球量子”为精神领袖的强大而十分巩固的“科学政权”的理论研究。在近代科学中引出的负数开平方，如所谓“扭量从开根号”，就是有人说的：“-1可以开根号得到复数，而微分算子可以开根号得到旋量。复数不能比较大小。但量子力学的波函数是复数的，描述粒子具有自旋，而广义相对论一直用世界线来描述粒子，于是相对论有一个基本的问题是，世界线体现出粒子的自旋，即扭量=量子力学+广义相对论=复数+旋量+共形变换。”这无疑是对以“球量子”为精神领袖的强大而十分巩固的“科学政权”不利，所以liqichuan先生才说出“把数作为宇宙的根本则是毕达哥拉斯派的复辟”的话。他的解释是：“复数和复数方程是物理学中在处理复杂问题时所经常用到的数学手段，但讨论到具体问题时则采用实数解，因为只有实数解才与观测符合”。这个解释不正确，因为类似牛顿力学体系方程、麦克斯韦电磁力学体系方程、爱因斯坦相对论力学体系方程、薛定谔量子力学波动方程等绝大多数物理学方程的数学手段，都没有解决好复杂的时间箭头问题，所以用这种处理办法才是可取的。例如爱因斯坦的狭义相对论，就是舍弃取虚数解的办法而使计算具有简单性；相反，崔珺达教授的复合时空量子理论，则把爱因斯坦狭义相对论舍弃的虚数解捡拾起来，但对时间箭头问题并没有解决，反而把简单的数学手段弄复杂化了。 听起来，这并不像是一个复杂的实验：位于北京八达岭长城脚下的送信者，要向站在河北省张家口市怀来县的收信者发出一段信息。这段距离仅有16公里，在晴朗的白天，他们彼此甚至目力可及。只是，这并不是一封信、手机短信或电子邮件，而是好像“时钟指针”一样表示着量子运动状态的量子态。
这已经是量子态目前在世界上跑出的最长距离。6月1日，世界顶级科学刊物《自然》杂志的子刊《自然·光子学》以封面论文的形式，刊登了这项成果：一个量子态在八达岭消失后，在并没有经过任何载体的情况下，瞬间出现在了16公里以外。实验的名称叫做自由空间量子隐形传态，由中国科学技术大学与清华大学组成的联合小组完成。
美国国际科技信息网站盛赞，这一成果代表着量子通信应用的巨大飞跃。 这确实是一个难以令人理解的研究领域，面对抱着巨大好奇心的公众，研究者不禁感到苦恼，“想要给大家都讲明白实在是一件痛苦的事”。
早在3年前，中科大前校长朱清时院士在形容负责组建联合小组的中科大教授潘建伟时也声称，潘在量子通信领域的工作“对于一般人来说是难以理解的”，“不然会感到更强的震撼力”。
一切还要从量子说起。量子是不可分的最小能量单位，“光量子”就是光的最小单位。
在奇特的量子世界里，量子存在一种奇妙的“纠缠”运动状态。中科大量子信息实验室教授彭承志愿意将一对纠缠状态下的光子比作有着 “心电感应”的两个粒子。再用个更贴切的比喻，纠缠光子就好像一对“心有灵犀”的骰子，甲乙两人身处两地，分别各拿其中一个骰子，甲随意掷一下骰子是5 点，与此同时，乙手中的骰子会自动翻转到5点。
事实上，乙甚至根本不需要知道也不能查看自己手中究竟握着几点。因为在物理学上，每一次对纠缠光子的测量都会破坏原有的状态，“就像冰淇淋，你必须尝一口才知道它的味道。但当你尝了一口时，冰淇淋就已经发生改变。”一个专业人士这样解释。
因此，甲只需要通过电话、短信等渠道告诉乙，自己刚刚掷出了5点。乙即便不用摊开手掌，也可以知道自己手边这个“心电感应”的骰子也成了5点。
这听起来就像一场魔术表演。只是，甲和乙之间传送的只是类似“转成5点”之类的信息，而不是实物。 这段16公里的旅程创造了新的世界纪录，这是目前这个星球中量子态在自由空间中所能隐形传输的最远距离。
事实上，在量子态隐形传输经历的漫长旅程中，每一点距离的进步都可以被视为一座里程碑。1997年年底，位于奥地利的蔡林格研究小组首次在实验平台上几米的距离内成功地进行了这一实验。
虽然当时的传输距离仅达数米，但美国《科学》杂志却将其列为该年度全球十大科技进展。《科学》杂志的评语是：“尽管想要看到《星际旅行》中‘发送我吧’这样的场景，我们还得等上一些年，但量子态隐形传输这项发现，预示着我们将进入由具有不可思议的能力的量子计算机发展而带来的新时代。”
科幻电影《星际旅行》至今仍在科幻娱乐史上排名榜首。它讲述了人类的梦想：宇航员在特殊装置中平静地说一句，“发送我吧，苏格兰人”，他就会瞬间转移到外星球。在经典游戏“暗黑破坏神”中，女巫角色的技能是“瞬间转移”。只要施展这个魔法，女巫就会伴着一道闪光消失，并出现在任意一个想去的地方。
“这种现象，与量子态隐形传输很类似。”一位联合小组成员谨慎地选择着用词。当然，它们并不相同。在这项实验中，被传输的是信息而并非实物。
1999年，奥地利蔡林格研究小组的论文又与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等重大研究成果一起，被英国《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”。当时26岁的年轻人潘建伟正在奥地利维也纳大学跟着蔡林格教授学习量子技术，他的名字也在小组名单中。
不过接下来，发展并不算顺利。直到2004年，蔡林格小组才利用多瑙河底的光纤信道，将量子隐形传态距离提高到600米。
这次中国的实验在技术上有了重大创新，光子在传播过程中会因偏振而引起变化，联合小组的科学家们对此进行了“正反馈”，即用简单的光学器械控制住光子的偏振态，使这次实验的保真度最终达到了89%。也就是说，“尽管不能正确无误地发送每一个码，但信息是可以传送的”。
“如果地点允许，我们本来希望能达到20公里。”联合小组成员、清华大学物理系副研究员蒋硕觉得很遗憾。他在一间窗台上生长着翠绿爬藤的办公室里接受了记者的采访。
随着高度增加，空气也会变得更加稀薄。所以，地表10公里的空气密度，基本相当于从地球到外层空间几十公里距离的空气密度。“20 公里的传送距离，就表明光子可以在地表与外层空间卫星间打一个来回。”这也就意味着量子信息可以通过卫星在不同地区，甚至国家间传递。
可在野外实验，状况却无法保证同实验室里一样理想而精确。最终，因为位置便利，研究者们将“秘密基地”分别设在八达岭长城脚下与河北怀来的两家小旅馆，地理距离16公里。
为了用激光为量子态传输打出一个光链路，他们的实验大多在其他人沉入梦乡的夜晚进行。光链路是为了帮助随后分发的光量子“探路”。那些已经睡着了的人并不知道，这群在半夜里还摆弄着有点吓人的绿色激光的年轻人，也正在实现这个世界全新的通信梦想。
“尽管我们只传送了16公里，但这在科学上证明了量子信息的远距离传输是可行的，也意味着量子信息通过卫星进行传递有可能实现。” 蒋硕说。 这些站在科学领域最前沿的中国物理学家明白，进行量子通信研究，除了能够实现隐形传态这种奇妙的物理现象以外，还能够实现更重要的使命，那就是防御一种“还未出现的威胁”。
威胁来自尚未被成功发明的量子计算机。早在上个世纪，科学家们就已经开始设想，用量子系统构成的计算机来模拟量子现象，从而大幅度减少运算时间。如果将未来的量子计算机比作大学教授，今天所谓超级计算机的能力甚至还比不上刚上幼儿园的小班儿童。
你可以想象这样一个惊人的对比：现在对一个500位的阿拉伯数字进行因子分解，目前最快的超级计算机将耗时上百亿年，而量子计算机却只需大约几分钟。
“一旦哪个疯子发明出来量子计算机，他就可以攻破所有的密码。”蒋硕指出了这个可怕的威胁。事实上，现在通用的加密方式并非如想象般安全，它们都有破译的方法，只不过由于现有计算机运行能力的限制，破译一个密钥可能要耗费上万年，甚至上百万年。
如果量子计算机出现，我们目前自以为安全的一切将不堪一击。那将是一个超级神偷，可以偷走现代文明中人们赖以生存的一切——银行存款、网络信息。它也足够冲破军事或安全系统，调转导弹的轨道，令整个国家陷入混乱与灾难。因此，没有人敢懈怠，“这并不是一项杞人忧天的研究。所有的防御必须出现在进攻之前。”美国科学家的预言就像一个倒计时牌，“量子计算机可能将在50年之后出现。”
因此，“只有采用量子信息才是安全的，必须占据先机。”这样一切“窃听手段”将失去原有的意义。如果一个间谍想要收集情报，他必须窃取发送途径中的光子，经过测量后再次传给接收者。但因为光子对的纠缠特性，这样的窃取就会被发现，“就像被尝过的冰淇淋一样”。
当然，眼下这只是一场看不见对手的战争。“如果没有量子计算机这支矛，量子信息这面盾就发挥不出作用。”蒋硕说。他同时也认为，即便技术成熟，“如果量子计算机没有出现，并没必要进行大规模的产业换代”。
然而，这篇论文发表后，蜂拥而至的报道和议论却让科学家们发现，公众似乎误解了自由空间量子隐形传态的真正意义，“很多人都认为，这个实验的成功代表着超时空穿越可能实现。”
显然，能够传递一组信息并不意味着已经可以传递实物。“我们对世界的了解仍然不够透彻。”一位研究者说。科学家们现在还不知道应该如何通过隐形传输的方式传送实物，“我们曾经以为世界上最小的是原子，可是后来发现原来里面还有质子和中子。然而，没有人知道质子和中子是否还能被继续拆分。更何况想要传送一个生命体，又该如何处理他复杂的脑电活动呢？”
“目前我们实现的仅仅是单光子量子态的隐形传输，在未来有可能实现复杂量子系统的量子态隐形传输，但距离宏观物体的量子态隐形传输还具有非常遥远的距离。”彭承志说。
也许，正是“非常遥远的距离”带给了人们遐想。毕竟，曾经实验台上量子态只能前行几米，而今，它已经可以穿越16公里。将来，它还可能在星球之间传递。
“科技发展的速度有多快谁能知道呢？”一位参加这项研究的科学家说，“就好像打算盘时的人们永远想不到，在不久的将来，人类发明出了每秒运行几千亿次的电子计算机。”

❾ 什么是非对易量子力学，是怎么提出来的

不满足乘法交换率的数学就是非对易的。
是海森堡提出来的。

❿ 量子力学中表示力学量的算符之间对易和不对易意味着什么它们的物理意义是什么

这个问题可以交流，不能算是回答，我谈谈我的理解。力学量对易表明两个物理量可以同时被精确测定，即两个物理量可以在同一个表象内同时取本征值；反之不对易则表明两个物理量不能同时准确测量，即不能在同一个表象内取本征值。从更深层次地方面讲，两个力学量对易表明这两个物理量可以构成力学量的完全集，一般取三个两两对易的力学量构成一组力学量完全集，在此完全集的本征态可以表示全部希尔波特空间的量子态，即对易的力学量构成了整个世界。如果有问题可以讨论，因为量子力学本身的意义还不像人们认识经典力学那样深入，问题的终极方面还不能够完全表述明白，这是仁者见仁，智者见智的理解，但是其本质应该不变。