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    物理学家尝试“繁殖”薛定谔猫:逼近量子世界极限

    类别:社会新闻发布人:联迪发布时间:2017-05-08

    据国外媒体报道,科学家们近日表示,他们可能找到了一种方法,能够让“薛定谔的猫”进行繁殖,从而有朝一日连接起量子世界与现实世界之间的桥梁。

    薛定谔的猫是一项著名思想实验中的一只假想中存在的猫,它可以同时处于生存或者死亡的状态,这在量子理论中被称为状态的“叠加”。

    但这毕竟只是一个帮助理解的比方,量子理论的一些效应是否真的能够对宏观物体产生作用呢?这一点仍然存在争议。最近,物理学家们就设计了一种新的实验方案,通过对处于经典状态的两束光线进行调制,以产生“放大版”的薛定谔猫,并以此探寻量子世界与经典宏观世界之间的边界(如果这样一个边界存在的话)。

    ▲薛定谔的猫是一项著名思想实验中的一只假想中存在的猫,它可以同时处于生存或者死亡的状态,这在量子理论中被称为状态的“叠加”

    亚历山大·洛沃斯基(Alexander Lvovsky)是加拿大高等研究院(CIFAR)量子信息科学研究员,他说:“物理学中的一项基本问题就是量子世界与经典世界之间的边界。如果条件合适,量子现象能够在宏观物体上被观察到吗?对于这样一个问题,理论没有给出回答,或许根本就没有这样一个边界,我们所需要的就是一个能够找到这个问题答案的合适工具。”

    ▲通过这种方式,研究人员将两个振幅1.15,处于“负压缩”状态的“猫”合成了一只振幅1.85的正压缩状态的猫

    在近期开展的实验中,研究人员将物理学上近似的“薛定谔的猫”进行“繁殖“。讲的更具体一些,那就是科学家们将两束连续光束进行了叠加,这两束光的电磁场方向完全相反。

    根据10多年前由澳大利亚研究人员所提出的一项设想,研究组尝试基于这些光波状态不断培育更高振幅的光波“猫”。

    相关研究的合作者,英国卡尔加里大学研究生阿纳斯塔西亚·普什基纳(Anastasia Pushkina)表示:“简单来说,我们利用光波分束器让这两只‘猫’发生干涉。这样就能在分束器的两个输出终端上得到相互纠缠的叠加态。在其中一个分束器输出终端上,我们安装一台探测装置。如果我们的探测器能够检测到一个正反馈信号,这就意味着一只‘猫’诞生了,且其能量是初始状态的两倍。”

    通过这种方式,研究人员将两个振幅1.15,处于“负压缩”状态的“猫”合成了一只振幅1.85的正压缩状态的,能量更高的猫。

    在实验过程中,研究组成功获得了数以千计的这种“猫”。研究人员表示,这项实验结果对于未来量子通讯技术,隐形传态和密码学产生影响。

    相关研究论文的第一作者,来自俄罗斯量子研究中心和莫斯科国立师范大学的研究生德米特·塞切夫(Demid Sychev)指出:“非常关键的一点在于该实验流程能够被不断重复:之前你‘新’制造出来的‘猫’还可以继续被输入分束器再次叠加,从而再次提升能量等级。用这样的方法,理论上你就有可能不断推进量子世界的边界,并逐渐逼近量子世界的极限。

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