作者：杰弗里●巴雷特／Jeffrey Barren

        更好地理解量子力学理论将推动新的技术进步。
        量子力学理论很可能成为未来革命性创新的动力，其三大特征是：它的预测十分精确；它经常与我们的经典直观背道而驰；这个理论呈现出普适性。
        量子力学理论是迄今为止我们所拥有的最精确的物理理论。它所做预测的精确值可达小数点后的14位有效数字(如电子自旋磁矩)。这精度就像把从纽约到洛杉矶的距离精确到一根头发丝的1／200一样。最不寻常的是，它可以帮助我们在测量任何东西时都达到这一精度，因此确立一个能使预测达到如此精度的物理理论就成了一件理所当然的事。
        量子力学理论令人惊异的精准预测来自它对物理本性的描述。而这些极为精确的预测常常和我们的直观相矛盾，并牵涉一些新的物理现象，如量子干涉、量子隧穿、量子纠缠，以及阿哈伦诺夫—玻姆效应。
        在经典牛顿力学理论中，物理属性是经过逻辑加工的。举一个著名的例子，爱因斯坦的床可能在他的卧室内，也可能不在。而按在量子力学理论的描述，爱因斯坦的床则可能处于一种在和不在卧室内的叠加状态。在这种情况下，这个理论告诉我们，他的床既不在卧室内，也不在卧室外；既不是同时在卧室内和外，也不是同时不在卧室内和外（这是爱因斯坦自己也很难想象的状况）。
        量子力学理论不追求物理属性能满足逻辑上的可能性，而是用几何方法来分析它们。该理论在描述物理系统的状态时常用单位长度的向量(或箭头)来表达，这时向量长度由系统和所需考虑的特定物理属性决定。由于所有的状态向量都是单位长度，因此系统的状态就完全由向量的方向决定。
        这个理论中，代表爱因斯坦的床确定在卧室内的向量和代表床不在卧室内的向量之间有着某特定大小的夹角，而代表床处于既在卧室内又不在卧室内的叠加状态的向量与前两个向量间的夹角是两个大小相等的锐角，有可能各为45度。这种奇异的叠加状态是从代表这些不同状态的向量的数学属性出发来进行预测的。
        根据约翰•冯•诺伊曼和保尔•狄拉克在20世纪30年代早期提出的量子力学理论的标准表述，只要没有被观测，物理系统的行为将持续是叠加态。如果没有对一个物理系统进行实际测量，那么只能利用量子力学理论对其进行分析，而这种分析仅与系统的能量特性关。如果已经对物理系统进行了实际测量，系统将会瞬间且随机的跃迁到另一个状态，在这种状态下，系统可能仍具有此前测量的特性，也可能不再具有。另外，出现在测量之后的每个可能状态的发生概率由系统的初始状态决定。
        量子力学理论允许分子处于不同方位的叠加状态，如同爱因斯坦的床，在未被观测的情况下，它可能处于在和不在卧室内的叠加状态；它还允许高温超导环处于不同电流和场环境的叠加状态；或一台量子计算机处于进行不同计算时的叠加状态。量子力学理论还允许一只猫处于生与死的叠加状态，月亮处于不同位置的叠加状态（这是爱因斯坦的另一个著名举例）。
        到目前为止，量子力学理论准确预言了所有孤立物理系统都会表现出奇特的几何量子行为，而进一步的革命性创新很可能将会在不久后到来，因为对不断增大且愈加复杂的系统进行更好的解析已经逐渐成为可能。
        未来，除了量子力学带来的技术进步，还需要更深入地理解这种理论本身。目前，令人疑惑的是量子力学理论规定：测量行为破坏了量子态下的叠加状态并引发了随机跃迁，但标准理论并未告诉我们为什么会发生这种情况，甚至未说明什么是测量行为。测量问题的解决将大大提高人们对量子力学理论普适正确的理解程度。目前，这一理论已经在每一个我们能充分孤立的物理系统中极为出色地检验了其预测的准确性。