改同处两地的薛定谔猫量子双模式猫态首次实现

同处两地的“薛定谔猫”：量子双模式猫态首次实现

薛定谔猫理论(新浪科技配图)

量子力学。(新浪科技配图)

新华社华盛顿5月26日电(林小春)世界上有很多有名的猫，但最神秘、最难以理解的猫莫过于既死又活的薛定谔猫。新一期美国《科学》杂志26日发表研究说，科学家在实验中制造出一种状态更加奇异的薛定谔猫，它同时存在于两个箱子之中，这项成果朝研制实用可靠的量子计算机迈出了又一步。

根据量子力学理论，物质在微观尺度上存在两种完全相反状态并存的奇特状况，这被称为有效的相干叠加态。由大量微观粒子组成的宏观世界是否也遵循量子叠加原理？奥地利物理学家薛定谔为此在1935年提出著名的薛定谔猫佯谬。

薛定谔猫假设了这样一种情况：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就存活。根据量子力学理论，镭的衰变存在几率，放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加，猫就理应处于死和活的叠加状态，这就是所谓薛定谔猫。

既死又活的猫在现实世界是荒谬的，但随着量子力学的发展，科学家已经成功使多粒子构成的系统达到这则超过了拍摄团队的预期。种难以理解的量子薛定谔猫态。由于这些粒子都属于同一种粒子，因此又被称为单模式猫态。

《科学》杂志发表的新研究第一次给单模式猫态引入量子纠缠的元素。量子纠缠是量子力学的另一个基本概念，大意是相隔很远的两个系统可以瞬间互相影响，被爱因斯坦称为远距离闹鬼。表面成功的万达广场

论文第一作者、美国耶鲁大学博士后王晨告诉新华社：我们产生的量子态可以比作一只薛定谔猫跨越两个箱子，或者说是首次实现一种双模式猫态。这是一个20年前就有所展望但是至今终于得以圆满(解决)的难题。

具体而言，他们设计了两个微波超导空腔，而薛定谔猫就是空腔内由几十个光子组成的驻波。驻波是指两个频率相同的波在沿相反方向传播时互相叠加而成的波。这两个空腔内的光子虽然频率不同

，但跨空腔关联，如同一只薛定谔猫同时存在于两个箱子中。

王晨说，这项成果的实际用途在于量子计算。未来的量子计算机可以比普通的计算机强大得多，但要实现有用的量子计算，量子纠错能力必不可少，这是目前研制量子计算机的一个主要障碍，而双模式猫态将有望为量子计算的运算过程加入量子纠错。双模式猫态还可对其他量子信息技术有所帮助，如量子通信、量子精密测量等。