谷歌的新 Doodle 用一个儿童魔术来解释量子叠加原理

当谷歌在为其最新的 Doodle(涂鸦)寻找主题时,选项从来不缺。就拿今天,也就是 4 月 14 日来说,它既是美国的国家山核桃日(National Pecan Day)、国家园艺日(National Gardening Day)、柬埔寨新年(Cambodian New Year),还有很多其他节日。而在今天的众多庆祝活动中,有一个对谷歌来说尤其特别,因为它代表了该公司一个重要的计算研究项目。为此,谷歌推出了一款新的动画 Doodle 以示致敬。

谷歌的新 Doodle 用一个儿童魔术来解释量子叠加原理

我们说的是世界量子日(World Quantum Day)。和上个月的圆周率日(Pi Day)类似,这一天的设定也是基于一个科学常数——普朗克常数,它可以表示为 4.14×10⁻¹⁵ eV·s。这个量子力学的基本常数不仅推动了谷歌一些最前沿实验计算机的研发,更是我们所认知的现实世界的根基之一。

量子力学即便对聪明人来说也是一门晦涩的学科,但今天的 Doodle,谷歌尝试用一种大家可能比较熟悉的方式来演示其核心概念之一。你或许听说过一种叫“旋转视觉玩具”(thaumatrope)的光学错觉装置——即便你不认识这个词。它通常是一个圆盘,一面画着鸟笼,另一面画着小鸟,当你快速旋转这个圆盘时,视觉暂留会让你看到小鸟“关”在鸟笼中。

在今天的 Doodle 中,谷歌使用了类似的圆盘设计,每个圆盘的两面分别绘有单词 “GOOGLE” 的部分字母,通过旋转呈现完整的 Logo。

谷歌的新 Doodle 用一个儿童魔术来解释量子叠加原理

那这和量子物理有什么关系呢?就像旋转的圆盘试图将两个图像融合为一个一样,量子计算机中的量子比特(qubit)也可以同时处于两个状态的叠加态。虽然看起来只是一个量子比特,但量子力学允许它“有效地”同时以两种状态存在。这种“状态叠加”的灵活性,正是量子计算具备强大(甚至可以说令人畏惧)潜力的原因所在。

当然,这些内容并不能真正告诉我们,当圆盘还在转的时候,我们该怎么用它来解决问题。但没关系——慢慢来,一个 Doodle 一个 Doodle 地理解吧。

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