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迄今最重“薛定諤的貓”出現(xiàn),有望催生更大更穩(wěn)健量子比特
科學家迄今已設法讓原子或分子同時身處兩個位置——所謂“疊加”態(tài),實現(xiàn)了“薛定諤的貓”效應。在一項最新研究中,瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院(ETH)科學家讓一個“體重”為16微克(質(zhì)量為原子或分子的幾十億倍)的微小晶體處于兩個振蕩狀態(tài)的疊加態(tài),創(chuàng)建了迄今最重“薛定諤的貓”。該研究刊發(fā)于20日出版的《科學》雜志,有望催生更大更穩(wěn)健的量子比特,并用于探測引力波或暗物質(zhì)等。
科學家創(chuàng)建迄今最重“薛定諤的貓”,這種“貓”可同時活著(上)和死去(下)。
圖片來源:蘇黎世聯(lián)邦理工學院
“薛定諤的貓”是奧地利著名物理學家埃德溫·薛定諤提出的一個思想實驗:將一只貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里。
鐳的衰變存在幾率,如果鐳發(fā)生衰變,會觸發(fā)機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會死;如果鐳不發(fā)生衰變,貓就存活。根據(jù)量子力學理論,由于放射性的鐳處于衰變和沒有衰變兩種狀態(tài)的疊加,貓就處于死/活兩種狀態(tài)的疊加。這只既死又活的貓就是所謂的“薛定諤的貓”。
研究人員此次成功地使用振蕩晶體創(chuàng)造出了一種所謂的“薛定諤的貓”,其中振蕩晶體代表貓,一個超導電路代表量子比特。量子比特和“貓”之間的聯(lián)系不是計數(shù)器和毒藥,而是一層壓電材料,晶體在振蕩時會改變形狀,產(chǎn)生電場。該電場可與量子比特的電場耦合,量子比特的疊加態(tài)可轉移給晶體,晶體也因此可同時向上及向下振蕩,這個重達16微克處于疊加態(tài)的晶體,也因此成為迄今最重“薛定諤的貓”。
研究團隊希望進一步提高“薛定諤的貓”的質(zhì)量限制,以更好地理解量子效應在真實宏觀世界未被探測到的原因。此外,最新研究有望催生更大、更穩(wěn)健的量子比特。而且,處于疊加狀態(tài)的大質(zhì)量物體對外部噪聲極端敏感,也可用于精確測量引力波等微小擾動或探測暗物質(zhì)。
(記者?劉霞)
標簽 科技前沿- 原標題:迄今最重“薛定諤的貓”出現(xiàn),有望催生更大更穩(wěn)健量子比特
- 責任編輯: 王濛
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