# 1. 量子力学和相对论的开端是什么？
1.量子力学，统治微观世界，开端是普朗克的能量量子化
普朗克公式：
- 震动带电粒子的能量不是连续的，是一份份的，每份能量 ε = hv，h是普朗克常数，v是频率
- 每一份能量叫能量子，或称量子。
2.爱因斯坦的光电效应理论引用了普朗克的观点。
- 光照射锌板发出电子与频率有关等
- 光：波粒二象性
# 2. 薛定谔的猫与平行宇宙
一、经典力学：确定性的。 量子力学：不确定的。质子周围的电子在哪，质量多大都是不确定的 通过测量，不确定状态就会变成确定状，纠缠态=>本征态.
二、薛定谔的猫
- (放射性)放出粒子 => 毒气放出 => 猫死亡
- 没放出粒子 => 毒气不放出 => 猫活着 猫是否活着是纠缠态，一旦观测，就会变成本征态
三、平行宇宙 两个宇宙，一个宇宙是活猫，一个宇宙是死猫，一看就分裂。如果还有其他类似的实验，还可以继续往前分裂。
# 3. 量子隐形传输
量子通讯 前提： 1.量子不可克隆 2.观测不对称性 对量子的两个不同特征进行两次测量，观测的顺序影响测量结果
光子四种偏振状态：
- 水平偏振
- 垂直偏振
- 左偏振
- 右偏振
检测/发送偏振片有两种：线偏振、斜向偏振
检测片和光子偏振特殊关联 线偏振检测器可以准确测量 水平/垂直偏振光 得到 光子状态（同时设定水平为1 垂直为0） 测量 左/右偏振光是测不准的（50%几率1 50%几率0）
斜向偏振检测器可以准确测量 左/右偏振光，得到光子状态（左为1 右为0） 测量水平/垂直偏振光 测不准（50%几率为1 50%几率为0）
- A发送一组光子给B，A发送之前就测量并记录了结果，
- B收到光子后随机进行测量并记录结果，然后与A的测量结果进行比对，
- 如果同样的光子用同样的方式进行测量并得到了同样的结果，那么通信就是保密的；
- 如果条件相同而测量结果不同，那说明光子被人动过手脚，那AB之间就要重新考虑通信方式了
# 4. 实物粒子也有波动性吗？
一、光子 波长越长=>波动性显著(双缝干涉实验) 动量越大=>粒子性显著(广电效应)
由于 1⃣️光速c=λf 2⃣️能量ε = hf = mc^2(根据普朗克公式和质能方程) 3⃣️动量P=mc=ε/c 结合上述三个公式，得到P=h / λ
波长越长，波动性越明显，频率越大，粒子性越明显
二、物质波 1.德布罗意：粒子也有波动性
λ = h / P = h /(mv) 例如：子弹波长为2.21*10^(-35)m ，波长很小，所以观测不到波动性
2.波尔：电子轨道量子化 电子的轨道不是随机的，是特定轨道，公式：mrv = nh/(2π), m是电子质量，r是轨道半径，n=1, 2, 3…
驻波，就是绕一圈后能回到原点，所以波长必须满足： 2πr = nλ = nh/(mv) => mrv = nh/(2π)
德布罗意从而用粒子的波动性解释了波尔提出的特定轨道
3.预言：粒子的干涉和衍射
4.波恩：实物粒子的波是概率波
振幅大的地方，粒子出现概率大 振幅小的地方，粒子出现概率小 概率由波函数决定，而波长与动量的关系就是德布罗意提出的关系
# 5. 18个量子比特纠缠
一、纠缠态 叠加态 兔子一公一母
- 纠缠态：A和B的性别是有关系的，如果A是公，B就是母
- 叠加态：两个状态 同时叠加到一个量子上面，测量的时候才知道究竟是公是母
二、18比特纠缠
- 6个光子 * 3个特征 = 18 BIT
- 光子的路径、偏振、角动量三个特征
- 一束光从左到右打到三个 三明治结构的晶体上，每个晶体释放两个光子，然后通过PBS等装置使它们的不同特征发生纠缠
三、应用
- 大数的质因子分解
- 并行计算
# 6. 光是波还是粒子？
一、波粒战争 二、双缝干涉实验 干涉：两列波一叠加，有的地方振动加强，有的地方振动减弱
干涉条件：频率相同，相位差恒定
双缝干涉实验： 一束光经过一个单缝，就会扩展开，像水波一样，然后经过双缝，变成两列波，再去扩展，就会在前面形成干涉条纹。
中间位置，上面波峰到的时候底下的波峰也到，上面一个波长位置，也是强波，中间是弱波。
三、光的衍射 衍射：波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后会发生不同程度的弯散传播
光标类似水波，遇到不大的障碍物，会先分散，然后再在前面汇合。
泊松亮斑： 一束光照射一个障碍物，在光屏上障碍物中心正对位置会出现亮点，因为障碍物各点到该亮点距离相同，干涉加强。
眯眼看灯光，灯光会变长。这是因为相当于加了一道缝，会发生衍射，所以显得变长。
# 7. 光电效应
一开始认为光是粒子，后来认为光是电磁波，再后来光电效应等现象无法解释，提出波粒二象性学说。
爱因斯坦结合普朗克的观点，认为： 1. 光的能量也是一份份的，每一份称为光子。 1⃣️光子能量ε = hf( h 普朗克常数，f 频率) 2⃣️光强，代表了光子个数。光强越大，光子数越多。
2.逸出功 光子照射时，要做功W0，当ε=hf > W0时，可以逸出，反之，无法逸出
3.一个电子最多只能吸收一个光子的能量，如果光子能量能使电子发出来，就会出现光电效应，否则光子就会散发掉。
现在解释：电子非常多，光子非常少，两个光子打到同一个电子上面的概率非常低。如果光强特别大，比如激光，也有可能两个光子打到同一个电子上。
爱因斯坦光电效应方程：Ek = hf - W0，Ek是电子的动能, hf是光子能量，W0是逸出功
类似球员转会，转会费小于W0时，无法转出，转会费大于W0的部分就球员自己留着
# 8. 反物质
- 非相对论，伽利略方程v＝v1+v0
- 相对论，洛伦兹方程v=(v1+v0)/(1+v1v0/c²)
量子力学，薛定谔方程（非相对），狄拉克方程（相对，存在负能级的电子）。
- 狄拉克海，就是真空，一部分是负能级（带正电），一部分是填在负能级上的电子。
- 负能级，反电子，跟电子反号，正电荷。
- 真空+能量 产生 电子和反电子，可逆反应，反过来是正负电子的湮灭。
人们发现了反电子、反质子、反中子，并合成了反氢原子，也就是反物质。 反物质和正常的物质碰撞的时候就会产生湮灭，释放出能量。 可以作能源，转化率100％，可以作医疗
α、β射线不属于电磁波
- α粒子，即氦原子核。由两个质子及两个中子组成，并不带任何电子。
α射线，是放射性物质所放出的α粒子流。
由于α粒子的体积比较大，又带两个正电荷，很容易就可以电离其他物质。 因此，它的能量亦散失得较快，穿透能力在众多电离辐射中是最弱的。
β射线：高速运动的电子流e，贯穿能力很强，电离作用弱。
α射线与β射线本质上是高能粒子流, 而电磁波本质上是变化的电场和磁场, 所以两种射线不是电磁波. 但是根据量子物理学中物质的波粒二象性,粒子与电磁波并无本质上的区别,只是一种物质的不同状态而已
在电磁波 不显粒子性的时候是没有质量的，且在真空的传播速度是光速