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世纪幽灵﹣﹣﹣﹣﹣量子 ①2016年8月16日1时40分,我国成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。 ②这颗量子卫星高1.7米左右,重640公斤,内部构造分成上下两层:下层是卫星的常规装置...
题目内容:
世纪幽灵﹣﹣﹣﹣﹣量子
①2016年8月16日1时40分,我国成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。
②这颗量子卫星高1.7米左右,重640公斤,内部构造分成上下两层:下层是卫星的常规装置,上层是和实验相关的量子卫星的核心装置。卫星以“墨子”命名,是为了纪念中国的墨子最早提出光沿直线传播的概念、并最早发现小孔成像的原理。这次卫星发射将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
③什么是量子呢?我们知道,构成物质的最小单元是基本粒子。而量子就是质量、体积、能量等各种物理量的最小单元,是能量的最基本携带者。举个例子来说,我们的举手投足间,一个呼吸,就有上万亿的量子在移动。
④十九世纪,托马斯杨为了更好的研究光学,进行了托马斯杨双缝干涉实验。这个实验非常著名,因为它从此在物理学界释放出来一个“幽灵”,这就是量子幽灵,之后这个幽灵困扰了人类一个多世纪,以至于大名晶鼎的爱国斯坦也感叹说:“量子力学越是取得成功,它自身就越显得荒诞。”那么被称为世纪“幽灵”的量子有哪些匪夷所思的特性呢?
⑤首先,量子有两个塔称神奇的绝技,就是“分身术”和“远程心灵感应”,别小看这两门功夫,要知道最强悍的量子计昇机和最安全的量子通信,关键就靠它们。
⑥量子的“分身术”也叫量子叠加,就是一个量子可以同时存在好几种状态,著名的“薛定谔的猫”理论曾经形象地表述为“一只猫可以同时既是活的又是死的”。“分身术”有什么用呢?首要一个应用,就是能够帮我们的计算机实现并行计算。如果我们分解一个300位的大数,用现在的计算机,需要15万年,用量子的“分身术”帮我们并行运算,只要一秒钟就可以算出来。
⑦量子的另一个绝技“远程心灵感应”,学名叫量子纠缠。就是如果两个相似的量子距离足够近,就会发生纠缠,处于纠缠态的两个量子不论相距多远都存在一种关联,其中一个量子状态发生改变(比如人们对其进行观测),另一个的状态会瞬时发生相应改变。这种“心灵感应”似的神秘关联,爱因斯坦称其为“鬼魁般的远距作用”,就好像一对有心灵感应的双胞胎一样,一个开心,另一个也会笑,一个哭了,另一个一定也难过。这可能是科学中最奇特的现象之一。
⑧神奇的量子还有两个怪癖:不可分割、不可克隆。比如,光子是光能量的最小单元,我们看到的光,其实是以光子为单位一份一份地变化的,不存在“半个光子”。而且,对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制的过程是不可实现的。别嫌它古怪,要想做量子保密通信还真得靠这两个才行。利用量子的两个怪癖,可以制作出最安全的保密钥匙,可以让我们目前的信息传榆变得更安全。
⑨虽然量子科学和枝术依然看起来奇异而陌生,但其实已经在方方面面影响着我们的日常生活。我们目前正在广为使用的计算机、手机、互联网、时间标准和导航,包括医院里的磁共振成像等等,无不得益于量子科学和技术。如果能够驾驭好这行踪神秘脾气古怪的量子,人类社会将会进入到量子时代,实现更高的工作效率、更安全的数据通信,以及更方便和更绿色的生活方式。也许未来我们还可以实现人的量子隐形传态,到那时星际旅行就不是梦啦。
(选文有删改)
1.阅读文章,说说量子有哪些特性?
2.第③段画线句除运用举例子的说明方法外,还运用了什么说明方法并简要分析其表达作用。
举个例子来说,我们的举手投足间,一个呼吸,就有上万亿的量子在移动。
3.阅读第⑦段,分析下面句中加点词语的表达作用。
这可能是科学中最奇特的现象之一。
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