2.2 量子力學基礎

20世紀初，隨著人類探索實踐的深入和科技的發展，量子力學這一理論框架應運而生，歷經一個多世紀的發展，它已成為理解微觀世界的關鍵工具。起初，物理學家們在原子層面探索時，發現傳統理論難以解釋微觀粒子的行為，促使量子理論應運而生，該理論不僅填補了這一空白，還成為經典物理學的有力補充。

量子力學與愛因斯坦的相對論共同構成了現代物理學的理論支柱，支撐起了包括原子物理、量子光學、材料科學在內的多個學科領域。這一理論的誕生歸功于普朗克、愛因斯坦、波爾、薛定諤、狄拉克、玻恩和海森堡等物理學巨匠的共同努力。

隨著量子理論的不斷成熟，人們對微觀粒子行為的理解從理論推測轉向了實證檢驗，諸如EPR佯謬、貝爾不等式、非定域性實驗以及薛定諤貓態在介觀尺度的實現等，極大地深化了我們對量子基本概念和原理的認識。此外，量子理論還揭示了若干宏觀層面的量子現象，諸如電子的超導性、超流現象、約瑟夫森效應、霍爾效應以及玻色-愛因斯坦凝聚等，這些發現進一步證實了量子理論的廣泛適用性。

本章將深入淺出地介紹量子力學核心概念與原理，為讀者了解量子信息基本原理提供必要的基礎知識。