如果你是科學(xué)愛好者,，一定會非常熟悉“量子”的概念,！甚至可以這樣說，即使你對科學(xué)毫無興趣,，生活中也會聽說過“量子”這個詞語,。“量子”已經(jīng)與我們的生活息息相關(guān),，也成為高科技的代表,，成為很多人茶余飯后的談資。

但究竟什么是“量子”,？它是一種基本粒子嗎,？這樣的問題恐怕需要一定的物理學(xué)知識才能解答，否則很容易望文生義,，誤解了“量子”的本意,。

單從字面上來看,，量子似乎與分子，原子,，質(zhì)子,，中子，電子等一樣都是微觀粒子,，事實上并不是這樣的，量子并不是一種微觀粒子,！

那么量子到底是什么呢,？簡單說，量子是一種物理概念,，并不是具體的物體,。物理學(xué)是這樣定義的，量子似乎一個物理量上存在最小的不可分割的基本單位,，如果一個物理量存在這樣的單位,，我們就稱這個物理量是可以量子化的，這個不可分割的最小的單位就被稱為“量子”,。

用一個宏觀例子能更通俗地理解量子的概念,。假如全體人類就是一個物理量，那么我們每個人就是不可分割的最小單位,，你我都是量子,，因為一個人不可能再進行分割，強行分割也就不是人了,！

還有我們平時使用最多的現(xiàn)金,，如果現(xiàn)金是一個物理量，那么一分錢就是不可分割的單位,，也就是量子,，因為一分錢不可分割，半分錢是沒有意義的,！

如此通俗地解釋過后,，相信很多人對量子的概念都有了更深的認知。但事實上遠非如此,，量子的定義很好理解,，但與量子有關(guān)的概念很難讓人理解，因為量子的相關(guān)概念完全顛覆了我們在宏觀世界的認知,。

在我們生活的宏觀世界,，我們觀察到的任何變化都是連續(xù)的，比如一輛汽車從你身邊呼嘯而過,，汽車與你的距離是連續(xù)變化的,，同時汽車的速度也是連續(xù)變化的,。還有一顆小樹苗長成參天大樹也是連續(xù)變化的，不可能跳躍式生長,。

但在微觀世界（量子世界）,，一切變得如此詭異，因為量子概念的存在,，量子世界是不連續(xù)的,，物理量的變化是離散的，跳躍式的,。最常見的例子就是電子躍遷,。電子在原子核外層規(guī)范隨機出現(xiàn)，但這種隨機也是受約束的,，并不是隨意出現(xiàn)在任何地方,，而是按特定的軌道出現(xiàn)的，只能從一個軌道直接躍遷到另一個軌道,，而不能出現(xiàn)在兩個軌道之間,。也就是說，電子是從一個軌道直接“瞬移”到另一個軌道的,，中間沒有過程速度之說,。

如果電子的這種行為出現(xiàn)在宏觀世界，你就知道有多詭異了,。就好比你在客廳看電視,，你媽媽在廚房做飯，突然你媽媽出現(xiàn)在你面前,，沒有任何走動的過程,，你是不是會被嚇破膽？

我們經(jīng)常所說的光子其實是“光量子”的簡稱,，因為光也是可以量子化的物理量,，光子就是光的最小單位，光在傳遞的過程中也不是連續(xù)的,，而是一份一份的,。而光其實就是能量，這意味著能量也是離散的,，并不是連續(xù)的,。

量子有以下重要基本特征。

一,，量子疊加,。在我們生活的宏觀世界，任何物體都只可能有一種狀態(tài),，比如說你在玩電腦,，你只可能在電腦前,，不可能再出現(xiàn)在其他地方，這是一個基本生活常識,。

但在量子世界,，一切都完全不同，一個量子可以同時擁有多種狀態(tài),，同時出現(xiàn)在不同的地方,。而一旦我們想要觀察看看量子究竟處于什么狀態(tài)，量子馬上就坍縮為其中一種狀態(tài),，從不確定性坍縮為確定性,。

這就好比在宏觀世界，你既可以在家里看電視,，同時也可以在學(xué)校上課，還可以在網(wǎng)吧玩游戲,。如何確定你的狀態(tài)呢,？只有去觀測，一旦實施觀測,，你的狀態(tài)就確定了,！

量子的這種特性如此詭異，難怪愛因斯坦會如此反駁波爾：不看月亮是它就不在那里嗎,？

在宏觀世界當然不可能（其實也是有可能的,，但可能性太小太小了，完全可以忽略不計）,，但在微觀世界這種現(xiàn)象到處可見,。

在微觀世界，正是因為量子疊加的存在,，量子可以同時處理多個事件,，而利用量子的這種特性可以大大提升計算機的計算速度，這也是量子計算機的顛覆性所在,。

量子計算機的速度遠超如今我們使用的普通計算機,，到底有多快？舉個例子就知道了,。比如說用現(xiàn)代計算機分解一個300位的數(shù),，需要十幾萬年的時間才可以完成，而用量子計算機只需要幾秒鐘就能完成,！

量子糾纏,。何為“量子糾纏”？當幾個量子發(fā)生相互作用后,，就會成為一個不可分割的整體,，處于糾纏態(tài),，不能單獨描述其中一個量子的特性。無論量子之間相距多遠,，整體狀態(tài)不會發(fā)生改變,。其中一個量子的狀態(tài)發(fā)生改變，其他量子的狀態(tài)立刻也會跟著發(fā)生相應(yīng)改變,，以保證量子的整體性不會改變,！量子之間就好像有“心靈感應(yīng)”一樣，能瞬間感應(yīng)到彼此,！

比如說,，即便兩個糾纏的量子分別被放在宇宙的兩端，只要其中一個量子的自旋方向發(fā)生改變,，另一個量子的自旋方向也會跟著馬上發(fā)生變化,。

而一旦我們對其中一個量子進行觀測，量子的狀態(tài)馬上確定下來,，同時量子之間的糾纏關(guān)系立刻消失,，整體性也不復(fù)存在，兩個量子不再有任何關(guān)系,！

量子的這種糾纏態(tài)通常會被應(yīng)用在量子密鑰分發(fā)領(lǐng)域,，極大地提升保證信息的安 全系數(shù)。一旦信息被竊聽（也就是觀測）,，量子糾纏作用馬上就會消失,，這樣信息的分發(fā)者立刻就能知道有人在竊聽盜取信息了！理論上這種信息分發(fā)的安 全系數(shù)可以是百 分之 百的,。

量子隧穿,。何為“量子隧穿”？用宏觀世界的例子更好理解,。比如說在我們的宏觀世界,，赤手空拳的你在面對一堵10米高的墻時，無論如何是不可能翻越過去的,，用微觀世界的術(shù)語就是：10米遠遠超出了你的“能量勢壘”,！

但在微觀世界一切大不一樣。量子（還有各種微觀粒子）有一定幾率突破自己的“能量勢壘”,，直接“翻越過去”,。這種幾率雖然并不大，但由于微觀粒子數(shù)量太龐大了,，能突破能量勢壘的微觀粒子絕 對數(shù)量也會很多的,。

在我們的太陽內(nèi)部，1500萬度的高溫本來是遠遠達不到核聚變條件的,，但正是因為量子隧穿效應(yīng),，總有一些微觀粒子突破“1500萬度”的低溫約束發(fā)生核聚變,。

量子隧穿效應(yīng)早已經(jīng)應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｊ褂玫漠a(chǎn)品當中，比如最常見的半導(dǎo)體,，掃描隧道顯微鏡等產(chǎn)品,。

隨著科學(xué)家對量子力學(xué)的深入研究，將會有越來越多的量子產(chǎn)品出現(xiàn)在我們身邊,，在不遠的未來很可能引發(fā)新一輪技術(shù)革命,！