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中國結跟量子計算有啥關係?|正經玩

生活 中科院物理所

牛年的第一期正經玩來咯

今天教大家做一箇中國結

小編對於精緻的手工藝品簡直毫無抵抗力

記得小時候

把掛在牆上的超大中國結摘了下來

一通操作沒有還原

最終收穫了老媽的一頓毒打

那個春節,我的屁股跟貼在牆上的春聯一樣紅

實驗器材

所標杯、牙籤、泡沫板、編繩

中國結跟量子計算有啥關係?|正經玩

實驗過程

首先在泡沫板上插上牙籤用來固定編繩

為了清楚的展現出實驗過程

我們將編繩一端塗黑

然後按照下面圖片順序纏繞編繩

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最後慢慢的收繩

中國結跟量子計算有啥關係?|正經玩

調整一下外側圓環大小

一個簡單的中國結就完成啦

中國結跟量子計算有啥關係?|正經玩

聰明的粉絲們可以動一下腦筋

如何編出更高階的中國結呢?

中國結跟量子計算有啥關係?|正經玩

原理解說

中國結是中華傳統文化的象徵,精緻的對稱性以及悠久的歷史寄託了人們美好的祝願,是新年走親戚串門送禮蹭紅包的不二之選。

中國結跟量子計算有啥關係?|正經玩

做法雖然簡單,但是過程中要千萬小心,尤其是收線的時候一不小心就會把結構打散,重新來過。

在物理學中,也有著類似的“編織”的過程。三維空間中,全同性要求兩個粒子交換之後,結果不會發生改變。

這就分出了兩種情況:玻色子與費米子,對應著兩種不同的統計,從下面這張圖中可以看出一個粒子繞另一個粒子運動的軌跡是可以通過連續的變換(不與粒子交叉)相互轉化的。而在二維空間中,如下圖所示,無法通過連續變化相互轉化,這就對應著兩種不同的物理過程,於是便衍生出許多有趣的物理現象,比如說量子計算中的“braiding”。

做完這期實驗之後,小編終於有勇氣拆掉掛在牆上的超大中國結了。

祝大家新年快樂,新的一年裡少調皮搗蛋,要像小編一樣做個乖孩子哦~

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