光学研究人员说，量子涨落首次得到控制

量子力学是一门非常奇妙的科学，它揭示了自然界最基本的现象和规律。在量子力学中，我们经常遇到一些非常有趣的概念，比如不确定性原理、波粒二象性、纠缠态等等。今天，我们要讨论的是一个和不确定性原理密切相关的概念，那就是量子涨落。

我们都知道，在经典物理学中，真空是一个完全没有物质和光的空间。在真空中，没有任何能量和动力学过程。但是，在量子物理学中，真空却不是这样的。由于不确定性原理的限制，真空中存在着无穷无尽的随机能量波动，这些波动就叫做量子涨落。

你可以把量子涨落想象成一个平静的海面上突然出现的波浪，只不过这些波浪是在量子场中出现的。这些波浪有各种各样的频率和振幅，但是它们都非常微弱，以至于在正常情况下我们无法观测到它们。但是，在某些特殊的情况下，它们却可以产生一些非常有趣的效果。

既然量子涨落这么微弱，那么它们会有用处吗？事实上，量子涨落是一种非常重要的物理资源，它们可以用来做很多有意思的事情，这里我们就举几个例子。

生成随机数。随机数在密码学和计算机模拟中有着广泛的应用，但是真正的随机数却很难生成。量子涨落却可以提供一种纯粹的随机性来源，因为它们是由不确定性原理决定的。在2021年，耶鲁大学和都柏林三一学院的物理学家利用多模激光器产生了一种基于量子涨落的随机数发生器。