自然界中的一切都可以用量子力學描述,尤其是原子尺度的物理活動。今日的雷射與核磁共振技術,以及宇宙物理學中對黑洞和宇宙誕生樣貌的推估,都建立於量子物理之上。

而如今,「第二次的量子革命」正在進行中。2015年全球約有7000名員工,從事總預算約15億美元的「量子科技」研究。

如同奈米科技一般,量子科技的超靈敏感知使它在測量上的用途無可限量。用原子鐘計時的傳統技術在1950年投入應用,做法是將原子注入微波能量,使其同時處於活性與惰性的疊加狀態。此時對原子進行測量會揭露出這些原子的「鐘擺常數」,提供在跨洲之間精確的對時標準。(現行的時間單位「秒」就是以銫原子在微波波段上的躍遷為基礎定義的。)

如今,利用新發現的粒子纏結效應,時間精確度的測量得以比過去都高。2012年美國國家計量院(NIST)的萬藍德更以「突破性的實驗方法使得丈量和操縱單個量子系統成為可能」、「提高人類對量子世界的操控能力」,擊敗「上帝粒子」研究,獲得諾貝爾物理學獎。

萬藍德團隊還研製出由他在1978年設想出的鋁離子光鐘,是至今為止最準確的光鐘,預期準確度可超出目前最精準的銫原子鐘多倍;銫原子鐘已可在1500萬年的運作中將誤差限在1秒以內,而鋁離子光鐘則可以準到138億年(大爆炸至今)都不會誤差過1秒。

此外,《經濟學人》指出,將兩組粒子流以不同頻率發射並帶回來彼此干擾的原子干涉儀,可以用來測量地面下的重力阻力。這項技術開發為「量子重力傳感器」,將大為改善挖掘、探勘的大型建設工程的效能(環境諮詢公司RSK預估,工程挖掘項目有3分之2無法如期完成,甚至延宕2個月以上,都是因為挖下去的狀況與原先預料的不同)。

這一切,連同更好的雷射儀、半導體,都會因著量子科技的商業應用開發而一一實現。

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