量子科技和量子力學 在日常生活及醫療保健的應用

 

 

使用半導體的電子設備的設計，如個人電腦、行動電話、核磁共振檢測及雷射振盪等，都是基於量子力學原理。電子工程也與量子力學密不可分，特別是超導現象，目前量子力學的應用已延伸到現代生活的各個領域。

 

任何商品的行銷都要有吸引消費者的訴求，以保健品為例，一直以高科技名詞宣傳，由上一世紀開始，先是生物科技產品，接著是幹細胞、波動能量、奈米、太赫茲波，目前是量子，但這些科技名詞都很專業，一般人不一定懂，只能聽業者的說詞。而現在正流行的量子產品又是在訴求什麼呢？

 

認識量子

 

量子（quantum）是物理學中用於各種現象的最小物理量單位。這個字來自拉丁文，意思是「多少」，在主要研究宏觀物理的經典力學中，是一個不可分割的基本個體，也是用實數表示的連續量；例如，電量是基本電量的整數倍的值，「光的量子」是光的單位，若如以500元為最小單位，則一批鈔票以500元為主，不可分割，只能依500元倍數向上計算。

 

「量子技術」是指利用量子力學（quantum mechanics）的特殊性質進行資訊處理等的技術，特別是在量子計算、量子密碼學、量子模擬、量子測量、量子感測和量子成像等實際應用中，利用「量子糾纏」（quantum entanglement）和「隧道效應」的物理和工程新領域。量子是很深奧的科學理論，不容易瞭解，在科學領域，如太陽表面黑子變成磁鐵，被解釋為量子力學首先闡明的現象。

 

在技術領域中，大多數微觀領域相關的技術都是基於量子力學原理，例如使用半導體的電子設備的設計，如個人電腦、行動電話、核磁共振檢測及雷射振盪等。電子工程也與量子力學密不可分，特別是超導現象，目前量子力學的應用已延伸到現代生活的各個領域。

 

量子技術在生命科學的應用

 

可透過生命科學研究使用針對線蟲的量子束產生的大量量子生物技術種子，提煉成真正可用的技術。透過量子生物技術的研究和開發，將為解決農業、醫學和環境等各個領域的問題做出貢獻，例如減輕農作物害蟲防治的環境負擔，並提高使用生物感測器進行樣品檢驗的準確性。

 

1. 量子束開發疾病和線蟲防治技術（農業領域）

作物和森林造成巨大損害的害蟲線蟲，透過將量子束輻照技術應用於害蟲和線蟲的防治目標，是實現不依賴農藥的環境友善農業。

 

2. 動植物生物學功能闡明與應用（基礎生命科學領域）

致病線蟲和與線蟲共存的植物，闡明構成生存策略基礎的一些生物學功能，並利用這些資訊開發不依賴農藥的控制害蟲線蟲的方法。

 

3. 利用生物體的感測器提高樣本檢測的精確度（醫療和環境領域）

利用線蟲的高靈敏度感測器（感覺器官），建立一種準確檢測生物和環境樣本中微量物質存在的方法，並證明其有效性。

 

4. 生物技術與量子科技

先進生物計畫的量子研究政策，一是大力培育數據、人工智慧、生物技術結合的量子數位生物技術；二是透過生物技術與量子製造創新，實現傳統石化材料產業轉型為生物材料產業；第三，透過以尖端生物技術為基礎的量子創新技術，提升人民生活品質和健康水準；第四，解決氣候變遷、碳中和、糧食危機、傳染病等人類共同問題。

 

量子醫學

 

量子醫學（quantum medicine）中的「量子」與物理學所稱量子不太一樣，前者是指同時具有粒子性和波性的最小能量單位，即原子和分子的奈米級世界（十億分之一公尺），所以量子包括構成原子的電子、中子和質子，以及中微子等基本粒子。

 

透過使用量子力學的概念，可以闡明其中一些疾病和症狀的機制。在實際診斷和治療中，將量子力學、心理學、哲學、神經生理學等領域結合起來，應用於多種治療形式。

 

量子醫學是一種利用弱電磁波等刺激來影響體內細胞和分子的醫療技術，該技術旨在調整被治療的細胞和分子的振動頻率，並恢復到健康狀態。以背痛為例，許多下背部疼痛的情況，大腦只是感知疼痛，實際的下背部並沒有病理性惡化。不只背痛，大腦功能異常也會導致全身症狀，與傳統醫療技術相比，量子醫學的特徵是治療過程中副作用和疼痛較少。

 

量子醫學可望對以下症狀和疾病有效：

1. 腰痛：腰痛有多種類型，從慢性到急性，尤其是慢性腰痛，會干擾日常生活。量子醫學根據腰痛的原因，以適當的低頻磁、光、聲音等進行治療。

 

2. 臥床不起：量子醫學對臥床不起的病人和老年人，有很大的作用，臥床不起時，肌肉力量和體力會下降，會進一步惡化健康狀況。量子醫學治療可以恢復身體機能，例如改善運動表現和增加肌肉質量。

 

3. 失智之預防：量子醫學可刺激大腦神經傳導、促進神經細胞再生、改善大腦功能衰退，有望減緩癡呆症的進展並改善症狀。

 

4. 巴金森氏症：巴金森氏症是一種中樞神經系統疾病，會導致四肢震顫和肌肉僵硬等症狀，傳統治療改善症狀的功能有限，長期用藥的副作用也是一個問題。量子醫學有望透過活化神經細胞來改善巴金森氏症的症狀，此外，與傳統藥物治療不同，其副作用較小，適合長期治療。

 

由於量子技術的興起，許多保健品都宣稱是引用量子技術，如量子飲用水、量子水機、量子能量產品、量子腰帶、手環等。也有量子糾纏產品及專書出現，「量子糾纏」是指幾個粒子在相互糾纏作用後，由於各粒子所擁有的特性以綜合成為整體性質，因此無法單獨描述每一粒子的性質，只能呈現整體系統的性質。這些高科技量子技術產品，其實消費者都無法充分瞭解其究竟，只能自我判斷了。