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旨在说明一个物体如何作为量子系统中多个状态的组合存在,Schrödinger猫状态悖论提出了一个场景,其中猫科动物可以同时存活和死亡,但一项新的研究检验了一个新的角度

在耶鲁大学5月27日出版的“科学”杂志,物理学家陈望和法国国家计算机科学与应用数学研究所INRIA Paris-Rocquencourt的一组研究人员中,他们描述了实验,无论是活着的还是死的,以及在同一时间的两个地方

研究作者用相干微波光子构造了它们的“猫”,它们诱导它们具有匹配状态(或被纠缠),并显示了两个分离的空腔如何共享主体的状态

他们在新闻稿中解释的这些实验证明了操纵复杂量子态的能力,并且被认为是科学家第一次能够在宏观尺度上实现这种量子相干性

他们指出,操纵这些多腔量子态并因此共享位于不同位置的量子态的能力可能是量子信息处理的有力工具,并且可能在计算和远程通信领域具有应用

简而言之,他们的工作可以极大地有利于追求可靠的量子计算

奥地利物理学家欧文·施罗丁格(ErwinSchrödinger)于1935年首次提出这一悖论,其基础是将一只猫放在一个带有放射源和毒物的密封盒子中,如果放射性物质的原子衰变,它就会被触发

量子物理学表明猫是死的和活着的(状态的叠加),直到盒子被打开,改变量子状态

实验的核心是研究诸如光子或原子之类的量子系统如何在未被观察时作为状态的组合存在

正在分析包含猫的盒子的科学家不能知道那只猫的状态,除非打开盒子,这意味着当没人看着它时,它既活着又死了

由耶鲁大学主导的实验将这种想法提升到了另一个层次,将雪佛兰猫实验与纠缠的概念相结合,让猫同时生活或死在两个不同的盒子里

他们建造了一个由两个三维空腔和一个由超导人造原子连接的监控端口组成的设备

然后他们将它们的受限微波灯“cat”放在两个腔中,并通过一个不需要电压的超电流将它们连接起来

然后,一个腔体中的光子经受一个门的迷宫,给它们一个明显的旋转,这样研究人员就可以给光子两个状态 - 像猫一样“死”和“活着” - 他们观察到光子中的相似状态

相邻的空腔

到目前为止,他们已经能够看到大到80个光子的“猫”,并计划使用特殊控制的脉冲来观察较大的光子

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