重子實際上是指由質子、中子等三種誇克組成的復合粒子,是原子核的組成部分。在現代物理學中,往往需要使用高能粒子加速器,即對撞機,使原子核高速碰撞,科學家捕捉碰撞後的碎片,從而發現原子核的秘密,推動現代物理學的發展。
沒有加速器和對撞機,現代物理學幾乎不可能前進。在著名科幻小說《三體》中,三體星人依靠幹擾人類的粒子對撞機,徹底阻斷了人類量子物理的發展,從而“鎖定”了人類的科技。
雖然這只是壹個假象,但在現實中,人類已經首次實現了用量子計算機模擬質子、中子等粒子。有壹天,人類的量子計算機可以模擬這些粒子之間的相互作用。
加拿大量子計算研究所研究員克裏斯蒂娜·穆斯卡(Christina Musca)表示,未來的科學家可能不需要在加速器中進行粒子碰撞,而是直接在量子計算機上模擬這些相互作用,以探索大爆炸的起源、量子物理等。
與普通計算機不同,量子計算機是遵循量子力學規律,進行數學和邏輯運算的設備。它不是依靠電路來模擬0和1,而是依靠量子態來存儲信息,利用量子動力學來傳遞信息。比如光子的兩個極化方向,電子在磁場中的兩個自旋方向,原子的兩個不同能級,都可以用來表示0和1。
這種計算機使用量子晶體管、量子效應器等元件,完全突破了電子計算機的物理規律,理論計算能力是普通芯片的數百萬倍。因此,用量子計算機模擬粒子是可能的。
但是,人類的量子計算機還有壹些問題沒有被突破。比如量子糾纏會對計算造成很大的幹擾,量子無法克隆,也導致無法復制和修正數據。但至少人類有壹個強大的手段。如果有壹天他們真的遇到了外星人,他們就不會被“鎖”在物理裏了。