微博登录
中科大常务副校长潘建伟院士在一篇报道中表明观点说：“人类大脑里面的思维机制和量子纠缠、量子叠加是紧密联系在一起的。量子测不准原理告诉我们，你是不可测的，‘不可测’就保证了人类和机器人的本质区别，人类有自由的意志和自由的思想。从这个角度上来讲，没有到量子用上去之前，即不到量子人工智能的时代，我是一点儿不担心人工智能会取代人类。”这段话不仅直接点出人类的自由意志和思想与量子纠缠和量子叠加态紧密联系，而且也引起了人工智能界的关注和讨论。
那什么是量子叠加态呢？
奥地利著名物理学家薛定谔提出了一个广为人知的量子力学思维实验，意图从宏观角度阐明微观尺度的量子叠加原理，帮助人们形象的理解。理想实验中这样假设，有一只猫和装有放射性物质的瓶子同在一个盒子内，有50%的可能放射性物质会发生衰变产生毒气，此时猫咪就会被毒气毒死，也有50%的可能性放射性物质不衰变，猫咪不会死亡。不考虑任何其他因素对这个系统产生干扰，猫咪的存活与否仅仅与放射性物质是否衰变有关。而任何在盒子外的人，在不打开盒子观察的情况下，是不知道猫咪的生死情况的。猫有50%的可能性活着，也有50%的可能性死去。在同一时间，同一地点下，这种生死叠加态对于盒子外的人来说，是并存的。
而根据经典物理学，盒子中的猫是死还是活同一时刻必定只有一种结果，也只有在外部观测者打开盒子确切观测到之后才能知晓。在量子理论中，将这种打开盒子就终结叠加态，得到一个确切结果的现象被量子力学主流学派“哥本哈根学派”称为波函数的塌缩。
波函数是量子力学中描写微观系统状态的函数。在经典力学中我们常常在某一时刻用位置、速度、能量、动量等描述一个质点的状态，从而突出了质点的粒子性。早在1905年，爱因斯坦提出了光电效应和光量子解释，人们开始意识到到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。
电子通过双缝形成的干涉现象进一步证实了这个假说。
在电子双缝实验中，我们将电子一个一个的发射出去，让其通过双缝后，记录电子在通过双缝后在感光屏上随机激发出的小亮点。试想，如果我们把电子想想成经典力学中的子弹，子弹穿过双缝必然在屏幕上形成与双缝对应的两条图案，不会出现干涉图案。而实验结果却表明，被发射出去的大量电子在屏幕上形成了明暗相间的干涉条纹。这就体现的电子的波动性。假如一个光缝被关闭，让多个电子透过一个单缝，在感光屏上会形成单缝特有的波的分布概率。由于不可能存在半个电子，所以在电子的双缝干涉实验中可以看成是电子以波的形式同时穿过两条缝并发生干涉。
在量子理论中把这种波看成是粒子出现在空间中的机率波。哥本哈根派认为，电子在微观世界中既是此，又是彼，它常常处于一种不确定的叠加态。即粒子（电子）是不断迅速跳跃的概率云，并不只在一个位置上，也不会从一个点通过一条单一路径到达另一个点。比如当被测量之前的电子到达狭缝时，其实既在狭缝位置A，又在狭缝位置B，处于这两种状态的叠加态。而在这之后，每个电子会同时穿过两条狭缝，产生干涉现象。
但前提是未被测量的电子才会发生上述现象，一旦电子被观测，则整个量子系统发生“波函数坍塌”，原来表示叠加态不确定性的波函数塌缩到一个固定的本征态。根据薛定谔的理论，当量子在没有被观测的时候，它自身按薛定谔公式扩散、演化，量子的位置在波函数下分布。