量子力學的世界很奇怪。距離較遠的物體可以互相影響在阿爾伯特愛因斯坦所說的「幽靈般的遠距離作用」中，貓有可能既死又活同時。幾十年來，科學家一直試圖證明這些效應不僅僅是數學上的怪癖，而是物理世界的真實屬性。
他們正在取得進展。研究人員有最終在一項新研究中得到證實遠距離粒子之間的聯繫反映了宇宙的行為方式，而不是實驗製品。同時，另一個研究人員團隊已經著手證明，一種生物，儘管是細菌，可以同時處於兩種不同的量子態 - 就像薛定諤思想實驗中的貓一樣。
但讓我們從發表於自然，這證明了世界本質上是令人毛骨悚然的。量子力學所描述的所有系統都可以顯示所謂的。例如，電子（如硬幣）可以沿著兩個方向（向上和向下）旋轉。但兩個電子可以糾纏在一起，因此對一個電子自旋的測量將定義另一個電子的自旋。
根據量子力學，一個電子的自旋在測量之前無法得知，但會與另一個電子完美相關，即使它位於遙遠的位置。愛因斯坦不喜歡這一點，因為這似乎意味著訊息可以瞬間從一個電子發送到另一個電子 - 打破一條規則這說明沒有任何東西的傳播速度能夠超過光速。相反，他認為有“隱藏變數「編碼在每個電子中，只要我們能夠存取它們，就可以確定結果。
但在 20 世紀 60 年代，北愛爾蘭科學家約翰貝爾想出了一個方法來檢驗愛因斯坦的理論。 '貝爾不等式只有當一個地點的行動不能立即影響另一個地點並且測量結果事先明確定義時，「局部現實主義」才會得到滿足。
貝爾從理論上證明了將違反他的不等式檢驗，但包含愛因斯坦隱變數的局部實在論理論則不會。這是因為糾纏粒子之間的連結比愛因斯坦想像的還要強。因此，如果實驗中測得的粒子對之間的相關性高於某個閾值，它將與隱藏變數不相容，而糾纏將會獲勝。
自從貝爾發表論文以來的 51 年裡，在實驗室測試這一點的願望推動了實驗的巨大進展。然而，迄今為止貝爾測試的所有實現包含漏洞這給宇宙留下了一些迴旋餘地，可以服從局部實在論理論。
其中之一是測量效率太低（稱為檢測漏洞）。儘管獲得的數據違反了貝爾不等式檢驗，但由於實驗中的某些光子無法被檢測到，因此它可能不是完整集合的代表性樣本。另一個漏洞是測量速度太慢（局部漏洞）。如果測量設備能夠透過一些未知的、比光慢的通道進行通信，它們就可以共享資訊並影響即將進行的測量的結果。
這項新研究是第一個在貝爾不等式檢定中同時彌補這兩個漏洞的實驗。科學家使用雷射製造了兩個特定的電子，每個電子位於相距超過 1 公里的鑽石內，增加了它們的能量並發射出一個與電子狀態糾纏在一起的光粒子（光子）。然後，光子透過光纖發送到第三個位置。如果它們同時到達，光子就會相互作用並變得糾纏——這意味著它們的遠程電子夥伴也會變得糾纏。
然後測量電子的自旋以測試貝爾不等式。透過確保讀出的效率和速度足夠高來彌補這兩個漏洞。結果，該團隊能夠最終證明宇宙不服從局域實在論：測量結果無法提前得知，並且一半的糾纏態可以對其遠程夥伴施加幽靈般的作用。
物理學界著名的貓科動物
糾纏並不是唯一一種不尋常的量子行為。另一種效應稱為疊加，是粒子同時存在於兩種狀態（例如自旋甚至位置）的能力，現在世界各地的實驗室經常觀察到這種效應。例如，眾所周知，當我們不觀看時，電子會同時穿過兩個狹縫。當我們觀察每個狹縫以捕捉這種行為時，粒子只選擇一個。
然而，我們在日常生活中並沒有直接觀察到這些影響。例如，我的杯子不能同時放在兩個地方，否則我會很難喝。但因為我們沒有遇到如此奇怪的事情，所以在某種程度上，事物從奇怪的量子世界「切換」到我們熟悉的日常生活似乎是合乎邏輯的。
但這種轉變發生的規模有多大？如果我們有一個技術上完美的實驗，我們是否能夠觀察到處於這些疊加態的大物體？這是提出的問題薛丁格的思想實驗其中一隻貓被放置在一個密封的盒子裡，裡面裝有一瓶毒藥和一個放射性原子，該原子會在隨機時間發生衰變。如果原子衰變，燒瓶破裂，貓中毒；如果沒有，貓咪就會繼續活下去。透過等待原子衰變，貓是否會像原子一樣同時存在於兩種狀態？我們知道，當我們打開盒子時，我們必須發現貓是活著還是死了，但是是宇宙的屬性還是觀察者讓貓「選擇」了它的狀態呢？
回到準備解決這個問題的團隊。他們的建議涉及將細菌而不是貓置於疊加狀態。最新技術進展基於超導微波諧振器- 用於檢測輻射和量子計算的設備 - 使物理學家能夠觀察與電路耦合的微小柔性鋁膜（稱為微機械振盪器）中的量子效應。
在量子物理世界中，微小的薄膜被視為大型物體，因為即使質量只有 50 皮克（50 兆分之一克），它們也含有數千億個原子。然而，在出現任何量子行為之前，這些諧振器必須冷卻到絕對零度的一小部分（-273°C）。否則熱振動會掩蓋其影響。
研究小組計劃將細菌放在這樣的膜上，然後將其冷卻到最低的能量狀態。然後，膜將被置於兩種不同運動狀態的疊加中：兩種不同類型的振盪。他們的目的是證明細菌對振盪器特性的影響很小，振盪器的行為就像細菌不存在一樣。透過這種方式，細菌實際上可以同時處於兩種運動狀態。研究人員還計劃將細菌的位置與其內部電子的自旋糾纏在一起。
所提出的實驗將令人印象深刻，但主要是為了表明量子力學適用於比亞原子粒子更大的物體。但似乎不太可能回答薛丁格的貓是否可以同時活著和死亡，因為細菌將保持在恆定的玻璃狀冷凍保存狀態。如果這是一隻貓，它就會處於假死狀態，而不是同時生與死的疊加狀態。
