很多人把「光子」和「量子」當同義詞,但其實:
🎯 一句話先講清楚
👉 光子是一種粒子;量子是一種「最小單位」的概念。
也就是:🔵 量子 = 抽象概念(discrete unit)
🔴 光子 = 具體實體(電磁場的量子)
一、什麼是「量子」?
🔹 定義(物理本質)
量子(quantum)= 物理量不能再分的最小單位
意思是:
能量不是連續的,而是:

只能:
hf, 2hf, 3hf ...
不能:
0.5hf ❌
🔹 例子

👉 任何場(field)量子化後,都有「量子粒子」
二、什麼是光子?
🔹 定義
👉 光子 = 電磁場的一個量子
也就是:
光子=electromagnetic field 的最小能量包光子 = electromagnetic\ field\ 的最小能量包光子=electromagnetic field 的最小能量包
能量:

頻率越高:
- 藍光 > 紅光
- X光 > 可見光
能量越大
🔹 光子特性

👉 是最乾淨的量子系統之一
所以量子通訊最愛用光子。
三、兩者真正關係(核心理解)
數學語言:
量子場論說:

直覺圖像
古典物理:
光 = 連續電磁波~~~~~
量子物理:
光 = 一顆一顆能量包 ● ● ● ●
↑
光子(量子)
👉 每一顆就是一個 quantum
四、為什麼光子常被當成「量子代表」?
因為它最「量子」。
電子:
- 有質量
- 會碰撞
- 退相干快
光子:
- 幾乎不跟環境互動
- 退相干慢
- 可遠距傳輸
- 容易做干涉
👉 天生適合:
- 糾纏
- QKD
- 量子網路
- Bell test
所以:
你看到的量子實驗 80% 都是光子。
久了大家誤以為:
「光子 = 量子」
其實不是。
五、用生活比喻幫你記
量子 = 「最小硬幣單位」
像:
1元、5元、10元
不能 3.7 元
光子 = 「某一種硬幣」
就是:
10元硬幣
👉 硬幣是量子的一種具體實現。
六、在量子資訊中的角色差異

七、更精準一句話(物理系版本)
光子是電磁場量子化後的激發態(excitation of EM field)。
或白話:
👉 光子就是「一份最小的光能量」。
🎯 最終超簡單記憶法
「量子是單位,光子是單位的一種」
就像:
- 水果是類別
- 蘋果是其中一種














