Re: [問卦] 物理系請進

[luciffar (更大的民主=打掉雜質)]

想像你是一顆小彈珠，前面有一座「山丘」（這就是能量的障礙）。

一般情況（正常世界）：你要是力氣不夠大（能量不夠），

彈不上山頂就只能「滾回來」，永遠過不去。這就是古典物理的世界。

量子隧穿的情況（微觀世界）：可是在「量子的世界」裡，彈珠有點像「幽靈」

——雖然它待在山這一邊，但它的影子會「穿透」到山的另一邊。有時候，

整顆彈珠就「突然出現在山的另一邊」，就像它偷偷鑽過去一樣，

沒有爬山，也沒打洞。這就叫量子隧穿。

那什麼是「宏觀量子隧穿」呢？如果不是一顆彈珠，而是一「大堆彈珠」

—像一整桶的彈珠、大家手牽手、整群一起「嗖」地穿過山丘，

連桶子都一起出現在另一邊！這就不是普通的「小粒子穿越」，

而是整個大東西、整個狀態「一起穿過去」。這就叫—— 宏觀量子隧穿


量子隧穿 ≠ 穿越平行時空。

隧穿是粒子（或整個量子狀態）在同一個宇宙裡、通過一個

本來「通不過」的障礙。

它沒離開宇宙，也沒有「跳出去再回來」。

在數學上，它只是波函數的一部分「滲透」過去

——就像水滲過濕紙巾，不是消失再回來。



※ 引述《Justin890820 (xd)》之銘言：
: 請問各位物理大神
: 今年諾貝爾奬的宏觀量子隧穿 是什麼意思
: 勞山道士如果生在2025 就能穿牆了嗎
: 這個跟量子運算為什麼有關係啊？

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.41.197.12 (臺灣)
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推 Justin890820: 感謝解釋 我目前是無法理解為什麼
→ Justin890820: 會跟量子運算扯上關係 猜測是因為
→ Justin890820: 量子電腦能運用到這個現象？
想像有一個「彈珠山谷遊戲」：山谷左邊是「0」，右邊是「1」。

彈珠滾在左邊就代表「0」，滾在右邊就是「1」。

這是一般電腦的世界：只能是 0 或 1。但在「量子世界」裡

，彈珠不是普通的彈珠——它會用「量子魔法」：

同時在左邊 又在 右邊。它沒有真正爬

過山，而是用「宏觀量子隧穿」偷偷穿過山丘，

讓自己同時存在於兩邊。這時候，它就不只是 0 或 1，

而是「0 和 1 同時存在」的狀態。

這就是量子位元（qubit）的魔力！

但量子位元可以同時是1和0，兩種狀態同時存在，

這種效果叫量子疊加。這是量子電腦計算目前獨有的特性。


回到物理學的領域來說明:

在超導量子電腦裡，「彈珠」其實是指超導電流的相位（phase difference），

「山丘」是能量勢阱（potential barrier）。

電流可以順時針或逆時針流（這就像 0 和 1）。但在極低溫下，

整個超導環的相位可以通過宏觀量子隧穿，

進入一種「同時順時針又逆時針」的量子疊加狀態。

而量子電腦就是利用這種疊加和糾纏，讓它一次處理超多種可能性。

※ 編輯: luciffar (114.41.197.12 臺灣), 10/07/2025 20:29:27
※ 編輯: luciffar (114.41.197.12 臺灣), 10/07/2025 20:31:07
→ dklash: 我一直覺得這種超出一般人認知太多的簡化
→ dklash: 科普不是一種好的方式
→ dklash: * 對超出認知太多的知識內容簡化去科普
※ 編輯: luciffar (114.41.197.12 臺灣), 10/07/2025 20:34:23
推 Justin890820: 本肥稍微學過一點pqc 也大概能理解
→ Justin890820: 量子運算對於現行的加密核心的數學
→ Justin890820: 問題有特別大的優勢 那是不是因為
→ Justin890820: 今年這個尺度上的提升已經有了突破
→ Justin890820: 性的進展 因為聽解說好像有提到53
→ Justin890820: 位元的量子運算之類的東西
→ kizajan: 用這麼抽象的形容會有助於了解嗎...
推 Ogano: 量子隧穿我懂，但一群要怎麼一起過去，機率
→ Ogano: 不是很低嗎？
推 a94037501: 機率不一定很低你可以把他設計成機率
→ a94037501: 很高跳不回來機率低是課本上的系統吧