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量子力學史 -- AI 偵探風格#

以「推理探案」的方式,追查量子力學從 1900 年普朗克的量子假說到今日量子電腦的每一步: 前因是什麼?線索在哪裡?推理如何展開?後果又如何改變了整個物理與資訊科學?

案件卷宗(歷史年表)#

早期量子論(1900–1924)#

年份 事件 檔案
1900 Planck 提出量子假說,解決黑體輻射的「紫外災難」 1900-Planck量子假說.md
1905 Einstein 以光量子解釋光電效應 1905-Einstein光電效應.md
1911 Rutherford 由 α 粒子散射實驗發現原子核 1911-Rutherford原子模型.md
1913 Bohr 提出半經典原子模型,解釋氫原子光譜 1913-Bohr原子模型.md
1922 Stern–Gerlach 實驗發現空間量子化 1922-SternGerlach實驗.md
1923 Compton 以光子-電子散射證實光的粒子性 1923-Compton效應.md
1924 de Broglie 提出物質波假說 \(\\lambda = h/p\) 1924-DeBroglie物質波.md
1924 Bose–Einstein 統計與 Bose–Einstein 凝聚 1924-BoseEinstein統計.md

量子力學誕生(1925–1928)#

年份 事件 檔案
1925 Heisenberg 提出矩陣力學 1925-Heisenberg矩陣力學.md
1925 Pauli 提出不相容原理與電子自旋 1925-Pauli不相容原理.md
1926 Schrödinger 提出波動力學 \(i\\hbar\\partial_t\\psi = \\hat{H}\\psi\) 1926-Schrodinger波動力學.md
1926 Born 提出波函數的機率詮釋 $\ \psi\
1927 Heisenberg 提出測不準原理 \(\\Delta x \\Delta p \\geq \\hbar/2\) 1927-Heisenberg測不準原理.md
1927 第五屆 Solvay 會議,哥本哈根詮釋確立 1927-Solvay會議與哥本哈根詮釋.md
1928 Dirac 提出相對論性波動方程,預言反物質 1928-Dirac方程.md

深化與論戰(1930s–1950s)#

年份 事件 檔案
1932 von Neumann 出版《Mathematical Foundations of Quantum Mechanics》,以 Hilbert 空間形式化量子力學 1932-VonNeumann數學基礎.md
1935 Einstein–Podolsky–Rosen 提出 EPR 悖論,質疑量子力學完備性 1935-EPR悖論.md
1935 Schrödinger 提出「貓」思想實驗 1935-Schrodinger的貓.md
1948 Feynman 提出路徑積分形式 \(Z = \\int \\mathcal{D}[x]\\, e^{iS[x]/\\hbar}\) 1948-Feynman路徑積分.md
1954 Yang–Mills 規範場論,量子場論的骨幹 1954-YangMills規範場論.md

量子資訊與驗證(1960s–1990s)#

年份 事件 檔案
1964 Bell 提出不等式,讓 EPR 之爭成為可實驗的問題 1964-Bell不等式.md
1982 Aspect 實驗證實 Bell 不等式被違反,量子糾纏為真 1982-Aspect實驗.md
1982 Feynman 提出量子電腦構想 1982-Feynman量子電腦構想.md
1985 Deutsch 提出通用量子圖靈機與量子閘模型 1985-Deutsch量子電腦.md
1994 Shor 提出量子質因數分解演算法 1994-Shor演算法.md

量子世紀(1996–至今)#

年份 事件 檔案
1996 Grover 提出量子搜尋演算法 1996-Grover演算法.md
1997 量子隱形傳態實驗成功 1997-量子隱形傳態.md
2016 IBM 量子雲端問世,量子計算走向大眾 2016-IBM量子雲端.md
2019 Google 宣稱達成「量子霸權」(quantum supremacy) 2019-Google量子霸權.md
2020s 量子糾錯與容錯量子計算的進展與未來 2020s-量子糾錯與未來.md

關鍵人物年表#

年代 人物 貢獻
1900 Max Planck 量子假說、黑體輻射
1905/1916 Albert Einstein 光電效應、相對論、EPR
1911 Ernest Rutherford 原子核
1913 Niels Bohr 原子模型、哥本哈根學派
1922 Stern / Gerlach 空間量子化實驗
1923 Arthur Compton Compton 效應
1924 Louis de Broglie 物質波
1924 Bose / Einstein Bose–Einstein 統計
1925 Werner Heisenberg 矩陣力學、測不準原理
1925 Wolfgang Pauli 不相容原理、自旋
1926 Erwin Schrödinger 波動力學、薛丁格的貓
1926 Max Born 機率詮釋
1928 Paul Dirac Dirac 方程、反物質
1932 John von Neumann Hilbert 空間形式化
1948 Richard Feynman 路徑積分、量子電腦
1954 楊振寧 / Mills 規範場論
1964 John Bell Bell 不等式
1982 Alain Aspect 糾纏實驗
1985/1994 David Deutsch / Peter Shor 量子電腦、Shor 演算法
2019 Google 團隊 量子霸權