张大妈

科普|薛定谔猫又“变胖”了

源自今日头条:新华社

03-01 15:43

著名的“薛定谔猫”思想实验迎来了里程碑式进展。科学家们成功创造出迄今宏观度最大的量子叠加态,将7000个钠原子置于“既死又活”的状态。这一突破不仅刷新了纪录,更向理解量子世界与宏观世界的边界迈出关键一步,对未来量子计算的发展至关重要。

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  • 奥地利和德国科研人员创造了迄今宏观度最大的薛定谔猫态。

  • 该实验使用约7000个钠原子,叠加态位置距离达133纳米。

  • 新成果虽质量小于此前实验,但宏观度指标更高。

  • 此研究有助于理解量子“退相干”过程,推动量子计算机研发。

科普|薛定谔猫又“变胖”了精华内容

薛定谔的猫如何“变胖”?这次实验并非简单增加原子数量,而是通过精密控制,实现了前所未有的宏观度,其背后的数据和对比揭示了量子力学的新 frontier。

新“胖猫”诞生

奥地利与德国的科研团队在《自然》杂志上发表成果,成功用约7000个钠原子创造了宏观度最高的薛定谔猫态。实验在约零下196摄氏度的超高真空环境中进行,通过激光干涉技术,确认了这些钠原子簇同时存在于相距133纳米的两个位置上,这一距离是原子簇自身直径的10多倍。

何为宏观度

衡量薛定谔猫态的关键指标是“宏观度”,它并非单纯看质量。宏观度是一个综合指标,取决于物体自身的大小和质量、叠加态位置之间的距离以及状态维持的时间。一个宏观度高的薛定谔猫态,意味着其量子行为更接近我们熟悉的宏观世界。

关键对比

此前曾有科研团队让一块16微克的晶体进入猫态,其质量远超本次实验的钠原子簇。但那次实验中,叠加态位置间的距离极小,导致其宏观度反而低于本次成果。这表明,实现宏观量子效应的关键在于多个因素的平衡,而非单一追求质量增加。

未来意义

这项突破的远大意义在于推动量子计算的发展。量子计算机的核心是让大量量子比特长时间维持相干叠加态。理解薛定谔猫如何“退相干”,即从量子叠加态回归到确定的宏观状态的过程,是解决量子比特稳定性难题的关键。新研究为探索这一过程提供了绝佳平台。

从思想实验到现实操作,“薛定谔猫”正一步步走出理论框架。这次“增重”成功,不仅刷新了纪录,更深化了人类对量子世界边界的理解。未来,能否驾驭更多“宏观”的量子现象?这将为量子技术带来无限可能。

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