因为它们都受到量子物理学奇特规律影响,导致其大小、位置甚至是形态都处在不确定状态。
然而16年诺贝尔物理学奖却对这命题给出个肯定答复。
即使是这些微观世界亚原子,也是符合拓扑学特性!
这理论对于日常生活显然没有任何影响,但对于电子工程领域而言,确实推开新世界大门!
在奇妙量子世界中,这些性质在物质某种特殊阶段表现出具有惊人稳定性和些显著特性。其中最典型例子就是拓扑绝缘体。
如果电能在传输过程中没有衰减会怎样?
如果台计算机具有指数级运行速度和完美精度又会怎样?
关于这个问题,邓肯·霍尔丹教授曾经给过个标准回答。并且在2016年秋天,这位物理学家和另外两名同伴,因为“发现物质拓扑相变和拓扑相”而获得本年诺贝尔物理学奖!
简单来说,他们通过严谨实验,发现即使是最小规模微观物质,也可以展现出宏观性质,并且具有拓扑相。
这听起来有些难懂,想要弄懂,就不得不理解拓扑这个概念。
尤其是在石墨烯材料中发现这特性,直接导致SG-1超导材料、以及碳基芯片诞生。
而与此同时,这性质同样推动着量子计算研究。
根据量子计算机原理,其主要是通过亚原子粒子可以同时处在不同状态这性质,将信息存储在个叫量子位(qubit)东西里。也正是因为这特性,量子计算机相比起传统电脑,能以指数级速度解决问题。
然而问题就在于,存储数据亚原子粒子非常脆弱,和稳定原子不同,即使是轻微扰动也有可能改变它所处状态
众所周知是,数学家看待问题方式往往和般人不太样,他们往往习惯于透过现象看本质。而拓扑便是这门学科,它研究便是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变些性质。
个最经典例子表示,对于名拓扑学家而言,甜甜圈和咖啡杯看起来都是样,因为它们都拥有个洞。
因为只有个洞,你可以通过个平滑形变过程将甜甜圈变成个咖啡杯,反过来也是样……即便这在般人眼中看来可能会有些难以理解,甚至于莫名其妙,但事实上因为这数学方法,已经其他领域学者发现不少有趣东西。
尤其是在物理领域和材料领域,八十年代许多惊人发现都是源自于拓扑学方法,提供理论基础。
只是直以来,人们虽然习惯于将拓扑学应用于解决宏观世界问题,却对于拓扑学是否可以被用于对电子、光子这类亚原子粒子而筹莫展。
请关闭浏览器阅读模式后查看本章节,否则可能部分章节内容会丢失。