Re: [問卦] 物理系請進

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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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。