量子猫态可能是最著名的状态之一——量子系统可以存在于两种不同状态的叠加中。埃尔文·薛定谔的例子就是一个例子一只想象中的猫被困在一个盒子里,盒子里装有一瓶由量子过程激活的毒药。由于我们不知道这个过程何时发生,因此在不勾选该框的情况下,我们必须想象猫同时死和活。
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真正的量子猫状态不会对真正的猫造成任何危险——尽管这些状态可能像某些猫科动物一样挑剔。量子猫态通常需要极低的温度,系统从尽可能低的能量:基态开始。更高的温度可能导致国家崩溃。新的研究表明,即使在更温暖、不太完美的条件下,你也可以制造出一只量子猫。
这是科学家第一次证明可以从热激发态创建量子叠加。在几乎绝对为零的微波腔中,研究人员能够使用量子位(量子位)来创建热量子态。该状态为 1.8 开尔文 (-271.35°C/-456.4°F),仍然极冷,但比空腔本身热 60 倍。
“我们的结果表明,产生具有不同量子特性的高度混合的量子态是可能的,”该研究报告的主要作者伊恩·杨(Ian Yang)在一份报告中说道。陈述。
“当我们第一次告诉他们我们的结果时,我们的许多同事都感到惊讶,因为我们通常认为温度会破坏量子效应,”帮助发展对实验的理论理解的托马斯·阿格伦纽斯补充道。 “我们的测量证实,量子干涉即使在高温下也能持续存在”。
设计用于创建热量子猫状态的协议与从冷基态获取量子猫的协议相同。事实上,同样的方法实际上不受温度的限制,至少在某种程度上,可能会允许量子猫有许多新的应用。
“事实证明,改编后的协议也可以在更高的温度下工作,产生独特的量子干涉,”合著者、巴塞罗那光子科学研究所所长奥里奥尔·罗梅罗-伊萨特(Oriol Romero-Isart)解释道。 “这为量子叠加的创建和使用开辟了新的机会,例如在纳米机械振荡器中,实现基态在技术上可能具有挑战性。”
量子叠加是从传感器到量子计算的一系列技术应用的关键。温度限制可能不那么严格的可能性可能是革命性的。
“我们的工作表明,即使在不太理想、较温暖的环境中,也可以观察和使用量子现象,”格哈德·基希梅尔强调。 “如果我们能够在系统中创建必要的相互作用,那么温度最终就不再重要了。”
作品发表在期刊上科学进步。









