“霍爾效應，這是一個非常好玩的物理現象。我們假設在一小片二維世界裡，一個小電子沿著直線在孤獨的行走著。見它這麽孤獨，不調戲下它，簡直天理難容！於是乎，我對平行於這個二維世界施加了一個垂直的磁場。孤獨的小電子立刻迷了路，跑到了“世界”的一邊，試想一下，如果此時有好多電子一起路過這個“二維世界”，那它們也會跟這個小電子一樣，全都迷迷糊糊跑到小板的一側(右側)，大量負電子集中於右側，會發生什麽呢?它當然會對於左側形成了一個電壓。這就是霍爾效應！”葉華示意小風姐坐下，一邊畫著一邊解析道。

“現在我們旗下的勞斯萊斯汽車、賓利汽車、雷神汽車、蘭博基尼汽車和布加迪汽車已在廣泛應用的霍爾器件有:在分電器上作訊號感測器、ABS系統中的速度感測器、汽車點火系統、汽車速度表和裡程表、液體物理量檢測器、各種用電負載的電流檢測及工作狀態診斷、發動機轉速及曲軸角度感測器、各種開關，等等。用作汽車開關電路上的功率霍爾電路，具有抑製電磁干擾的作用。轎車的自動化程度越高，微電子電路越多，就越怕電磁干擾。而在汽車上有許多燈具和電器件，尤其是功率較大的前照燈、空調電機和雨刮器電機在開關時會產生浪湧電流，使機械式開關觸點產生電弧，產生較大的電磁干擾訊號。采用功率霍爾開關電路可以減小這些現象。”

又開始打廣告了?

台下的師生們都張著嘴巴，什麽時候勞斯萊斯汽車、賓利汽車、雷神汽車、蘭博基尼汽車和布加迪汽車成了你旗下的公司了?

他們都知道，在科技大學只有貴賓才能坐勞斯萊斯，極少校領導開蘭博基尼，多數老師都是開雷神汽車，可是這布加迪汽車是什麽東西?這汽車公司好像已經停產了吧?

葉華笑笑，“廣告打完了，我接著之前的量子話題。我們在研究量子的時候，在1.5K溫度和18.9T磁場下測量金屬-氧化物-半導體效應晶體管的霍爾電阻時發現，其霍爾電阻總是h/e^2的整數倍(h為普朗克常數，e為電子電量)，我這種現象稱為整數量子霍爾效應。後來又發現了一種新形態的量子流體，其中有帶分數電荷的激發態，分數量子霍爾效應，即RH可以是h/e^2的1/3、2/3、2/5……倍……”

“能再簡單點嗎?”搗蛋鬼小風姐繼續起來提問。

“接著剛才說到的產生電壓了的霍爾效應，讓我們繼續使壞，增強磁場。更奇怪的事情發生了，小電子們就像是喝醉了一樣，糊裡糊塗繞圈轉了起來。繼續加大磁場，更加詭異了，電子們竟然自己建造了一個‘太陽系’，能量高的在外邊轉，低的在裡邊。如果在增大一些磁場，更多的“小太陽系”(學名:磁通)誕生出來。這樣的後果是什麽呢?因為電子都在自己繞圈，流經這裡的電荷都被“鎖”住了，於是，這個二維小板成了一個絕緣體，不導電了。等一下，它還是會導電的！就像下圖一樣，在這塊小板板的邊緣，電子們沿著邊緣，做著半圓周運動，就這樣把電流送了出去，而板板中央則徹底絕緣了！說到這裡，量子霍爾效應的入門就解釋清楚了。”

“這只是二維世界，可我們的世界是三維世界啊，三維概念裡是不是也有量子霍爾效應呢?”朱蒂文也隨口問道。

“當然，三維空間的量子霍爾效應，形象地來說是下面這樣的，能看得懂不?再來個大白話的比喻吧。

這就好像是一個房子，那些迷糊的電子住在裡邊，它會沿著房子的邊緣，劃著半圓，從地板瞬間鑽上天花板，然後再跳回來，如此往複。這就是三維空間裡的量子霍爾效應。”葉華答道。“華仔，你說了這麽多，這個量子霍爾效應又有什麽用?”小風姐笑道。

“量子霍爾效應是整個凝聚態物理領域最重要、最基本的量子效應之一。我們使用計算機的時候，會遇到計算機發熱、能量損耗、速度變慢等問題。這是因為常態下晶片中的電子運動沒有特定的軌道、相互碰撞從而發生能量損耗。而量子霍爾效應則可以對電子的運動制定一個規則，讓它們在各自的跑道上一往無前地前進，這就好比一輛高級跑車，常態下是在擁擠的農貿市場上前進，而在量子霍爾效應下，則可以在各行其道、互不干擾的高速路上前進。”葉華解析道。

“量子霍爾效應的產生需要非常強的磁場，而量子反常霍爾效應的美妙之處是不需要任何外加磁場，在零磁場中就可以實現量子霍爾態，更容易應用到人們日常所需的電子器件中。”

“咱們這是要造量子計算機嗎?”坐在前排的朱蒂文好奇問道。

“量子計算機為時過早，但我們可以實現簡單的量子通信了，量子通信的原理只要有量子糾纏、量子不可複制定理、秘鑰分配和隱形傳態四個部分。與傳統的密碼學不同，量子密鑰分配是密碼學與量子力學相結合的產物，它以量子態為資訊載體，利用量子力學的一些基本物理原理來傳輸和保護資訊。在遙遠兩地的用戶，可共用無條件安全的秘密系統YH79，利用該秘密對資訊進行一次一密的嚴格加密，保證通信安全。這也是目前已知唯一的不可竊聽、不可破譯的分發方式。”葉華笑道。

“量子糾纏是什麽?”見氣氛如此和洽，一個葉華班的學生也舉手提問了。

“量子糾纏是指，兩個粒子即使相隔數光年之遙，也能夠具有相互聯繫的特狌。這種‘相互聯繫’特狌看似詭異，一如雙胞胎所謂的‘心靈感應’，又如那些不可捉摸的未知的意識和靈異東西。那麽這種‘隱形’聯繫是否存在呢?下列有個‘量子隱形傳態’的方案，可以使量子資訊或者稱量子態在某處消失，隨後在遠處重現，有點像上述神話中的‘遠距傳物’，具體懆作過程如下......”