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量子有哪些神奇之处？量子是构成物质的最基本单元，由于具有相干叠加特性，可以产生“量子纠缠”，因而与相对论一起，带来了第二次科学革命一旦确定了初始状态，根据力学方程，所有粒子未来的运动状态都是可以精确预言的——这是基于牛顿力学得出的结论。
上世纪初，归功于普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡等众多杰出科学家的共同努力，又一扇科学之门徐徐打开。到底是什么改变了牛顿力学的基本观念？其中一个就是量子力学。量子是构成物质的最基本单元，是能量的最基本携带者，不可分割。所有人们所熟知的分子、原子、电子、光子等微观粒子，都是量子的一种表现形态。
根据经典物理学，一个客体的状态（用0和1表示）就像最简单的二进制开和关，只能处于开或者关中的某一个状态，即要么是0要么是1，这就好比一只猫，要么是生要么是死，不能同时“又生又死”。但这一理论并不适用于量子世界。“比如在量子世界，一个氢原子的状态，可以是激发态和基态的相干叠加，可以0和1状态同时共存。”潘建伟举例。
这种所谓的量子相干叠加正是量子世界与经典世界的根本区别，由此有了量子力学不确定原理：量子体系中一般情况下一个物理量的值并不能预先确定，而是依赖于采取何种测量基，进一步，对处于量子纠缠的两个粒子，对其中一个粒子的测量结果会瞬间确定另一个粒子的状态，不论它们相距多么遥远。这就是“量子纠缠”，爱因斯坦称这个现象为“幽灵般的超距作用”。
量子力学十大神奇现象？1900年，马克斯·普朗克（Max Planck）发表黑体辐射公式，假设电磁波（比如光）的能量不是连续发出的，而是以离散的“量子”形式释放，提出了能量的量子化假设。量子化开始仅作为一种数学技巧应用，但它却能够解释许多物理现象，成为量子力学中的基础概念。
1935年，物理学家埃尔温·薛定谔（Erwin Schrdinger）为了质疑量子力学对叠加的诠释，提出了“薛定谔的猫佯论”。在他的思想实验中，他将微观的叠加态原理推广到了宏观领域。从直觉出发，猫处于“死”和“活”的叠加态听起来就十分荒谬。
然而有意思的是，它后来恰恰成了解释叠加的最著名例子。尽管我们从日常经验出发很难理解这个概念，但对微观粒子来说，同时处于不同的状态是可能的。如果我们把粒子比作玻璃珠，这颗玻璃珠放在碗中来回摇摆，在经典世界中，它要么出现在左边，要么出现在右边，而对粒子来说，它可能同时出现在左右两边，这就是叠加。
这一现象对量子信息技术非常重要。在经典计算机中，一个比特的状态只能是0或1，但量子比特却允许0和1的同时存在。利用这种原理，通过巧妙的算法设计，就可以达到快速计算的能力，这也是量子计算机的基础。
事实上，叠加的状态是非常脆弱的。如果用薛定谔的猫的例子来解释的话，人们在打开盒子的一瞬间，猫的“既生又死”的状态就会因为人的观察而不复存在——它要么是活的，要么是死的。
量子纠缠的神奇之处？量子纠缠是一种奇特的现象，两个或更多个粒子之间的状态会互相关联，无论它们的距离远近如何。这种关联并非可以被经典物理学所解释。例如，一对粒子在某一属性上测量结果出现了纠缠，那么与其中一个粒子相关的各个属性状态，包括其他测量结果（比如角动量、自旋等）都将会是全同的。
这意味着，无论纠缠的两个粒子分别在宇宙的哪个地方，它们之间的关系始终保持着。这个现象实在是太神奇了。一些科学家甚至使用量子纠缠来制造出一种新的即时通讯方式，因为它可以非常快速地在不同点之间传递信息，而不受距离因素的限制。
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