Helgoland：在一个小岛上寻找量子物理的过去和未来
Helgoland岛在量子力学史上几乎扮演着神话般的角色
Shutterstock/Mark的步骤
我去过的科学会议比我要算在内的更多，但是最近在赫尔戈兰德岛举行的一次会议庆祝量子力学一百周年是最奇怪的 – 很好。
这个小小的德国岛屿在北海只有一公里长的一公里和遥远的海岸，它的气氛低下：即使在夏天，大海也比诱人的街道少，那里充满了便宜的礼品店以及鱼类，薯条和冰淇淋的气味。现在，想象一下，在各个方面，您都会碰到诺贝尔奖获得者物理学家，量子信息理论的发明者和量子技术尖端的实验者的发明者，这是从疯狂高尔夫球场旁边讨论他们在市政厅的工作。一切都很棒。
我们在这里的原因是在悬崖路上的一块岩石上揭示的。它带有一块青铜牌匾（见下文），这表明这是物理学家Werner Heisenberg的地方，在一次寻求1925年发明量子力学的海滩发烧的游览中。可悲的是，这并不是真的 – 充其量，海森伯格在这里勾勒出一些想法，这些想法随后他和其他人将其发展成一个完整的量子理论。 ErwinSchrödinger在1926年初揭幕了我们今天更熟悉的版本，该版本引入了波函数，以预测量子系统的演变。
同样，如果您要为量子力学分配一百周年，那么这是明显的选择。不管海森伯格的自我神学化是多少，赫尔戈兰德的故事是多少 – 他写了关于他在那里的突破的叙述 – 偏远岛屿是举行聚会的一个特别的地方。
这是一个聚会。很难想象再次组装了如此杰出的量子物理学家。这里有四个诺贝尔奖获得者：Alain Facking，David Wineland，Anton Zeilinger和Serge Haroche。在他们之间，他们确定了量子力学的奇怪特征的现实，例如一个粒子的性质似乎可以立即取决于我们在第二个“纠结”粒子中测量的内容，无论它是多远的。他们还创建了一些用于操纵单个量子粒子的技术，这些技术现在用于构建量子计算机。
但这是事情。我怀疑这些宏伟的（ISH）男人会同意我的观点，即年轻一代现在拥有对量子力学真正含义的最佳希望，并将其臭名昭著的反直觉性质转变为新技术和对自然的新理解。量子力学因承认对理论的数学告诉我们现实世界的数学的许多不同解释而臭名昭著，而且大多数老后卫已经站起来，似乎不太可能改变他们的观点。
Helgoland上的牌匾纪念Werner Heisenberg的量子力学发明
菲利普·鲍尔
在第一个晚上的小组讨论中，这种僵局很明显，Zeilinger和Gilles Brassard是来自加拿大蒙特利尔大学的量子加密的创始人，对量子力学的基本含义同时发音，同时在与彼此之间直接矛盾。
为了对这些退伍军人公平，他们的想法是出于对同龄人的怀疑（或更糟糕的）而形成的，即使思考此类“基本”问题的价值。他们从“闭嘴和计算”的时代出现了 – 美国物理学家戴维·梅尔金（David Mermin）创造的短语描述了如何被认为是不良形式，想知道量子力学的含义，仅仅是解决schrödinger方程的责任。他们不得不培养强大的景色和浓稠的皮肤并不奇怪。
年轻的研究人员似乎不太倾向于对量子基础有教条，也许更准备好拿起不同的解释，具体取决于他们对当前问题的有用程度。这里有很多世界，那里有一些哥本哈根的解释，都是用有关现实而不是陈述的思考工具。
新一代也不是不懈的男性。例如，加利福尼亚州斯坦福大学的Vedika Khemani在会议上介绍了凝结物理学和量子信息中的思想之间的丰富而美丽的联系，这种联系将我们从1950年代的磁带上的信息存储到当今量子计算所必需的错误 – 修正技术。
利用量子力学来构建新技术的越来越流行，但理论家也不懈怠。瑞士苏黎世联邦技术研究所的Flaminia Giocomini是几位演讲者之一，他们认为，如果我们可以通过一般量子的量子来寻求普通和连续的世界，通常会通过量子量化，通常可以通过量子量化，通常通过量子量化，通常通过量化的量子来寻求离散和颗粒状量子的婚姻，从而更清楚地了解量子力学的含义。
您可能以为这是关于探索弦理论中无法测试的几乎不理想的想法的全部，这是一种创建这种结合的尝试。但是，正如Giacomini所说，事实是，“我们没有实验性证据表明我们应该定量重力” – 我们甚至没有经验原因（即使有很多理论上的理由），为什么重力根本必须是一种量子力，因为其他三种自然力量显然是量子力量。
令人兴奋的是，至少这是我们希望在不久的将来测试的东西，例如，通过查看我们是否可以通过其引力互动纠缠两个对象。这里的挑战在于，物体必须足够大才能产生重要的引力，但足够小以显示量子行为：例如，二氧化硅或钻石的纳米颗粒可能会解决问题。几位发言人表示，我们将在十年左右的时间内应对这一挑战。
对我来说，会议的一个关键启示是，现在有许多量子理论和实验的链被纠缠在一起。拉一个，您会影响他人。了解更多有关量子粒子上敏感实验的量子重力的信息，您可能会进入黑洞信息悖论，并出现有关错误校正量子计算或对曲折“拓扑”量子状态的新想法的新想法。
在这些领域的任何一个领域中，似乎都可能有可能帮助我们了解困扰海森伯格和他的同事的旧问题：当我们对量子粒子进行测量时会发生什么？如何将量子变成古典？无论如何，一个世纪以后，我们仍在为那些古老的问题搏斗，这是看到它的错误方式。相反，我们发现量子力学比其创始人所猜到的更丰富，更有用，更令人惊讶。
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