量子芝诺效应
什么是量子芝诺效应
量子力学有一个基本点：观察会改变被观察的系统.由于不搞理论,一直也没有深入探究过.这些天,一个同事提出从quantum zeno effect来解释一个实验,.
说这个芝诺效应需要从古希腊的一个哲学家芝诺zeno说起.他有一个悖论是说：
一支在空中飞行的箭,其实是不动的.为什么呢?因为在每一个瞬间,我们拍一张snapshot,那么这支箭在那一刻必定是不动的,所以一支飞行的箭,它等于千千万万个“不动”的组合.问题是,每一个瞬间它都不动,连起来怎么可能变成“动”呢?所以飞行的箭必定是不动的!在我们的实验里也是一样,每一刻波函数（因为观察）都不发展,那么连在一起它怎么可能发展呢?所以它必定永不发展!
从哲学角度来说我们可以对芝诺进行精彩的分析,比如恩格斯漂亮地反驳说,每一刻的箭都处在不动与动的矛盾中,而真实的运动恰好是这种矛盾本身!不过我们不在意哲学探讨,只在乎实验证据.已经有相当多的实验证实,当观测频繁到一定程度时,量子体系的确表现出芝诺效应.[量子物理史话]
如果一个系统被连续不断地观测,那么它将是不变,不衰减的.另外,还有一个量子反芝诺效应：如果观察的间隔大于特定时间（一个特征时间,称作zeno time）,那么该系统将衰减的更快.目前,主要的应用领域是量子计算.
在讲解芝诺悖论的时候,常常以"a watched pot never boils"来解释.“一个被盯着看的水壶总也不开”,说起来像一个心理现象.确实,许多物理规律,特别是量子物理,都似乎能在社会科学中找到对应,但是不严谨的.
我google了一下,发现有blogger谈到了这个quantum zeno effect.从comment里发现台湾的schee也曾对此非常感兴趣,虽然我不是很明白,他是如何把zeno effect和他所说的现象联系起来的.
但确实有许多现实生活中的问题与这个量子芝诺效应有相通之处,随便举个例子：某人想淡忘一些事情,淡忘需要时间,这就是zeno time,如果他总是受到刺激,间隔小于淡忘时间,那么他永远也忘不了.
再比如恋爱的问题,这里zeno time是关键,它取决系统的哈密顿量,就是两个人互相吸引、合适程度等等,越吸引越般配,爱的衰减时间(zeno time)时间越长.这意味着,如果两人互相吸引、合适程度高,那么比较长一段时间显示一下爱意就够了；如果不是,那么需要时时示爱才能维持,而且间隔超过爱的衰减时间,那就起反作用了(anti zeno effect),对方会越发讨厌你.我这个例子如何?:)
中国量子通讯产业的现状
与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。 政策方面，我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。 技术方面，中国量子通信专利数超3000项，领先美国。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，加强技术支持，我国有望成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。 量子通信较传统通信优势明显 与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。量子通信线路时延几乎为零，信息传递速度快，过程无障碍;量子通信中的信息传输与通信双方之间的传播媒介无关，不受空间环境的影响，具有完好的抗干扰性能; 由于量子不可克隆，成为量子密钥的基础，量子密码安全性很高，一般不能被破译;相比于传统的通信手段，同等条件下量子通信技术获得可靠通信所需的信噪比低30-40dB。 “十四五”规划推动量子通信发展 我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。 在十四五建设时期要加强关键数字技术创新应用，加快布局量子计算、量子通信等前沿技术，并在量子信息等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局未来产业。我国将构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系，率先推动量子通信技术在金融、政务和能源等领域广泛应用。 2021年3月15-3月21日通信细分板块中只有量子通信上涨3.1%，其他如移动互联、卫星通信导航、区块链、云计算、物联网均下跌。可知通信板块表现下跌，但是量子通信表现最佳，可知量子通信发展势头较好。 中国量子通信专利数超3000项，领先美国 2013年“斯诺登事件”发生后，我国大力研发量子通信和密钥技术，2016年，我国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，并获得了千公里级星地量子密钥分发、量子隐形传态以及纠缠分发等多项具有国际领先水平的科学成果。 2020年美国政府提出了打造量子互联网的计划;中国也在切实建设量子通信体系，中国科学技术大学2021年1月宣布成功组建跨越4600公里的天地一体化量子通信网络。 据日本信息分析机构VALUENEX，在光量子交换机等硬件相关专利方面，中国优势明显：华为公司拥有100项专利，居世界第二位;北京邮电大学拥有84项专利，排在第四位。 在软件方面，中国也拥有很强的实力，中国建设了连接北京和上海的量子通信网，积累了设备开发和应用的知识经验。中国量子通信专利数超3000项，遥遥领先于美国。 量子通信朝着量子互联网发展 量子通信技术是未来保障信息安全的重要手段，是国家重点支持发展的行业。云计算、移动互联网、物联网、大数据等新技术、新应用和新模式的出现，对信息安全提出了新的要求，信息安全牵涉到国家安全和社会稳定，我国已将信息安全提升为国家安全战略。 近年来，我国加快在量子科技领域的发展，相关的科研经费投入，专利申请布局和应用探索等方面都具备较好的实践基础和发展条件。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，我国的量子科技行业或将快速发展，成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。 —— 更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》