第1章 神奇的量子世界

感谢杨雳鹏老师供图

想要揭开量子科学实验卫星“墨子号”的神秘面纱，我们需要先了解“量子”这个概念。你可能在生活中或者媒体上听到过或看到过各种与量子有关的概念，但对量子并没有真正的了解。量子好像离人们的日常生活很遥远，科学家们却说：“量子无处不在。”你可能对它既感兴趣又充满疑惑，量子是什么？真的那么厉害吗？怎么听起来有点玄乎？

出于思维惯性，你可能会很自然地将量子与原子、质子、电子等课堂上学过的粒子联系起来，但实际上，它们完全不在同一层面上。量子是科学家造出来的一个基本物理概念——在微观世界中，假设各个物理量有不能再分下去的最小基本单元，量子就是这些最小基本单元的统称。简单来说，量子不专指某种具体的微观粒子，但原子、质子、电子等基本粒子都遵从量子规律。

本章将带你走进神奇的量子世界，看看量子力学是如何从一个模糊的概念发展成与爱因斯坦相对论并列的现代物理学两大支柱之一的，“叠加态”“测不准”“不可克隆”的量子又是如何将量子通信变成现实的。