舉重若輕談量子糾纏

上月國務院印發了《關於新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》，要求各地區各部門結合實際認真貫徹落實科普工作，今天來了一個大題目，大家來科普一下。

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諾貝爾物理學獎昨頒給三位來自歐美的量子力學科學家，表彰他們「進行了糾纏光子的實驗，確立了對貝爾不等式的不成立，並開創了量子信息科學」。首先拆解一個前提︰量子力學是屬於「微觀世界」的物理現象，與古典物理學的「宏觀世界」有著截然不同的秩序，一旦掌握到量子世界的變化規律，科學技術便會躍升幾億到幾萬億倍。（例如2020年12月中國公布的量子電腦「九章」比最快的日本「超腦」理論快100萬億倍！）

點先可以成功研發量子電腦？量子學專家潘建偉2016年來港演講，深入淺出談到︰「量子有什麼神秘？量子物理現象，100年前被科學界發現及證實存在，量子與宏觀世界的原子最大不同之處，就是量子有『分身術』——學術稱之為『量子糾纏』，在宏觀世界之內，找不到類似現象。」能夠有效控制到「量子糾纏」現象，便可取得無比的能量，創造未來神奇科技。

深入一點談量子糾纏。在微觀世界內，兩個粒子如果有關係，例如由一個粒子衰變成兩個粒子的話，這兩個粒子不論相隔10呎那麼近，乃至遠到10光年，彼此關係都不是獨立的，而是互相纏繞著。如果其中一個粒子被偵測到出現向上旋轉，另一個粒子不論在多遠，必然同時出現相反的向下旋轉。

如果兩粒子是相隔10光年那麼遠，這個糾纏現象豈不是超光速？超過10億10萬億光速都有可能，是不是？愛因斯坦被這現象難倒了，因為根據物理學原理，兩個粒子之間要進行互動及轉變，必然依靠中介物質，但任何的中介物質都無法超過光速，換言之，沒有東西可以超光速影響另一個區域的事物，這就是「區域實在論」，愛因斯坦堅持這一學說。但兩個粒子的糾纏怎如何同時互聯、互通、互變的呢？

愛因斯坦作出一個假設︰如果要違背理論的話，糾纏粒子之間可能存在一種人類還沒有發現的作用機制，姑且名之為「隱形變量」。但量子力學沒有方法證明這個世界是否存在「隱形變量」，所以愛因斯坦認為量子力學有問題。

量子力學是否完備？上世紀三四十年代出現爭議，到了1964年，愛爾蘭物理學家約翰貝爾提出「貝爾不等式」實驗，驗證愛因斯坦等三位科學家對量子力學的懷疑（EPR悖論）——如果愛因斯坦是對的，「貝爾不等式」成立；如果「貝爾不等式」不成立，則量子力學是完備的。

三位新科諾貝爾物理學獎得主成就，在於他們「確立了對貝爾不等式的不成立」，為量子科學技術亮起綠燈，不過，量子技術已經超前發展到中美「量子霸權」之爭（Quantum Supremacy）——量子電腦運算力超越世上所有電腦。

如果美國搶先取得「量子霸權」，今天屬於中國的移動支付、數字交易的領導地位，便會毫無保留的易手（無法保密）。反之，中國早一步達到「量子霸權」，憑藉龐大的計算力，美國的人工智能、生物科技、天文觀測、太空計劃等項目，就會落後於中國（我們的超級計算後來居上）。

科普工作最緊要舉重若輕，不要多也不必太過，先求大眾明白了，就有機會提升其科學的興趣，對中小學生尤其重要。

深藍

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

中國海軍成立75周年前夕，美國攜菲律賓舉行史上最大規模的「肩並肩」（Balikatan）聯合軍演。擇日巧合不必過度解讀，但有些事情美國需要認真思索。

美國太平洋艦隊司令科勒爾。AP圖片

「我們不惹事、也決不怕事。」中央軍委副主席張又俠日前在青島舉辦的西太平洋海軍論壇，對著在座美國太平洋艦隊司令科勒爾，重複這句總結抗美援朝的說話，還作了補充︰「海洋不應是各國炫耀武力推行炮艦外交的競技場。」如果你有慧根的話，便要好好的研究「炮艦外交」和「抗美援朝」背後穿透紙張墨跡的字詞，有何深層次關係，別以為美菲這次從4月22日起至5月10日結束，共1.7萬軍人參加的演習，可以威嚇得到中國。

引述去年8月《新華社》的報導︰「美國知名軍事網站《世界現代軍艦名錄》發佈全球海軍實力排行榜，以中美兩國高居榜首，俄羅斯排名第三。」

排名主要參考海軍戰鬥力，通過一線作戰艦艇數量、服役時間、現代化程度、後勤能力以及攻擊和防禦能力等方面來評估各國海軍實力指數。「評估艦艇數量時，還將尚未服役的艦艇也計算在內」，中國的造船能力已超越美國，再看以下詳細數據。

按去年發布的排名，美國海軍實力指數為323.9，艦齡中位數為23.3年，總體狀態為「良好」。緊隨其後的中國海軍實力指數為319.8，已經達到了美國海軍的98.7%。「相比美國海軍，中國海軍總體狀態同樣為『良好』，但與美國海軍艦艇相比，中國海軍的艦艇更新，艦齡中位數僅為13.8年。」中國海軍實力在過去75年實現了飛躍式增長。

2020年一項評估數字指，中國海軍擁有355艘戰艦，美國海軍只有296艘；不過，預期到了2035年，中國將有475艘作戰艦艇，美國則有305至317艘。據悉，美國海軍為了與中國的造艦步伐保持同步，正計畫在未來10年建造多達65艘艦艇，其中包括驅逐艦、航母、核潛艇以及兩栖艦艇，不過，即使達標美國對中國還有數量上的差距。

無論如何，任你把中美海軍的數字左搬右搬左，也離不開一個事實，兩個實力一樣的對手，怎可以向對手實行「炮艦外交」？你說「炮艦決戰」還可能有點靠譜，近代史在亞洲爆發了一場「日俄海戰」，美國準備好嗎？

2020年10月23日，紀念中抗美援朝出國作戰70周年大會習近平出席大會，發表重要講話，提到「中國人民深知，對待侵略者，就得用他們聽得懂的語言同他們對話，這就是以戰止戰、以武止戈，用勝利贏得和平、贏得尊重。中國人民不惹事也不怕事，在任何困難和風險面前，腿肚子不會抖，腰杆子不會彎，中華民族是嚇不倒、壓不垮的！

都聽明白了沒有？「炮艦外交」對200年前的中國是一個屈辱，50年代的抗美援朝是新中國以精神力量打敗西方「船堅炮利」的勝利。

4月23日適逢是「世界讀書日」，不打擾了美國海軍將領、拜登等白宮團隊，是時候返屋企多讀書了。