物理學家在異常高溫下創造了薛定諤貓態,這可能是朝著實用化發展邁出的重要一步。。
薛定諤的貓態同時存在於兩種不同的量子態中,其名稱取自一隻既活著又死了的貓。
但現在,一組科學家證明,在比以前高得多的溫度下可以實現量子疊加態。研究人員於 4 月 4 日在期刊上發表了他們的發現科學進步。
“薛定諤在他的思想實驗中還假設了一隻活生生的貓,即‘熱’貓,”研究合著者格哈德·基希梅爾,奧地利因斯布魯克大學物理學家,在一份聲明中說。 “我們想知道如果我們不從‘冷’基態開始,是否也會產生這些量子效應。”
在薛定諤的思想實驗中,通過想像一隻貓被放置在一個不透明的盒子裡,盒子裡裝有一個毒藥瓶,其釋放機制由放射性衰變控制——這是一個完全隨機的量子過程。薛定諤說,在打開盒子並觀察到貓之前,量子力學的規則意味著不幸的貓應該存在於狀態的疊加中,同時死和活。
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由於大多數量子效應通常會在較大尺度上退相干並消失,因此薛定諤的類比旨在證明我們的世界與非常小的世界之間的根本差異。
通常,這種量子態只能在極低的溫度下實現。這意味著量子計算機內部的量子位(量子位)必須保存在極冷的低溫恆溫器內,以免它們散相干並丟失信息。
然而,量子領域和我們的領域之間不存在硬性限制,物理學家也取得了過去的成功顯示出奇怪的量子行為。
考慮到這一點,這項新研究背後的物理學家將一個量子位放置在微波諧振器內。經過一番仔細調整後,他們將量子位推入溫度為 1.8 開爾文(負 456.43 F 或負 271.35 C)的疊加狀態。這仍然是一個非常寒冷的溫度,但比腔內的環境溫度高出60倍。
“當我們第一次告訴我們的結果時,我們的許多同事都感到驚訝,因為我們通常認為溫度會破壞量子效應,”研究合著者托馬斯·阿格尼烏斯巴塞羅那光子科學研究所的博士生在聲明中說道。 “我們的測量證實,即使在高溫下,量子乾涉也能持續存在。”
雖然可能過於增量而無法產生立竿見影的實際影響,但科學家的發現有一天可能會將量子計算從將計算機存儲在極冷環境中的必要性中解放出來——特別是如果研究人員能夠繼續提高可以實現疊加的溫度。
“我們的工作表明,觀察和使用和現像一樣多即使在不太理想、較溫暖的環境中,”Kirchmair 說。“如果我們能夠在系統中創造必要的相互作用,那麼溫度最終就不再重要了。 ”









