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    物理學家嘗試“繁殖”薛定諤貓:逼近量子世界極限

    類別:社會新聞發布人:聯迪發布時間:2017-05-08

    據國外媒體報道,科學家們近日表示,他們可能找到了一種方法,能夠讓“薛定諤的貓”進行繁殖,從而有朝一日連接起量子世界與現實世界之間的橋梁。

    薛定諤的貓是一項著名思想實驗中的一只假想中存在的貓,它可以同時處于生存或者死亡的狀態,這在量子理論中被稱為狀態的“疊加”。

    但這畢竟只是一個幫助理解的比方,量子理論的一些效應是否真的能夠對宏觀物體產生作用呢?這一點仍然存在爭議。最近,物理學家們就設計了一種新的實驗方案,通過對處于經典狀態的兩束光線進行調制,以產生“放大版”的薛定諤貓,并以此探尋量子世界與經典宏觀世界之間的邊界(如果這樣一個邊界存在的話)。

    ▲薛定諤的貓是一項著名思想實驗中的一只假想中存在的貓,它可以同時處于生存或者死亡的狀態,這在量子理論中被稱為狀態的“疊加”

    亞歷山大·洛沃斯基(Alexander Lvovsky)是加拿大高等研究院(CIFAR)量子信息科學研究員,他說:“物理學中的一項基本問題就是量子世界與經典世界之間的邊界。如果條件合適,量子現象能夠在宏觀物體上被觀察到嗎?對于這樣一個問題,理論沒有給出回答,或許根本就沒有這樣一個邊界,我們所需要的就是一個能夠找到這個問題答案的合適工具。”

    ▲通過這種方式,研究人員將兩個振幅1.15,處于“負壓縮”狀態的“貓”合成了一只振幅1.85的正壓縮狀態的貓

    在近期開展的實驗中,研究人員將物理學上近似的“薛定諤的貓”進行“繁殖“。講的更具體一些,那就是科學家們將兩束連續光束進行了疊加,這兩束光的電磁場方向完全相反。

    根據10多年前由澳大利亞研究人員所提出的一項設想,研究組嘗試基于這些光波狀態不斷培育更高振幅的光波“貓”。

    相關研究的合作者,英國卡爾加里大學研究生阿納斯塔西亞·普什基納(Anastasia Pushkina)表示:“簡單來說,我們利用光波分束器讓這兩只‘貓’發生干涉。這樣就能在分束器的兩個輸出終端上得到相互糾纏的疊加態。在其中一個分束器輸出終端上,我們安裝一臺探測裝置。如果我們的探測器能夠檢測到一個正反饋信號,這就意味著一只‘貓’誕生了,且其能量是初始狀態的兩倍。”

    通過這種方式,研究人員將兩個振幅1.15,處于“負壓縮”狀態的“貓”合成了一只振幅1.85的正壓縮狀態的,能量更高的貓。

    在實驗過程中,研究組成功獲得了數以千計的這種“貓”。研究人員表示,這項實驗結果對于未來量子通訊技術,隱形傳態和密碼學產生影響。

    相關研究論文的第一作者,來自俄羅斯量子研究中心和莫斯科國立師范大學的研究生德米特·塞切夫(Demid Sychev)指出:“非常關鍵的一點在于該實驗流程能夠被不斷重復:之前你‘新’制造出來的‘貓’還可以繼續被輸入分束器再次疊加,從而再次提升能量等級。用這樣的方法,理論上你就有可能不斷推進量子世界的邊界,并逐漸逼近量子世界的極限。

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