科學(xué)家成功創(chuàng)建“熱薛定諤貓態(tài)”

原標(biāo)題：科學(xué)家成功創(chuàng)建“熱薛定諤貓態(tài)”

科技日報(bào)北京4月7日電 （記者張佳欣）薛定諤貓態(tài)是指量子對象同時(shí)處于兩種矛盾狀態(tài)的疊加現(xiàn)象。這一思想實(shí)驗(yàn)中的“既生又死”的貓，如今在真實(shí)物理系統(tǒng)中被賦予新的詮釋。據(jù)最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志，奧地利因斯布魯克大學(xué)與西班牙巴塞羅那光子科學(xué)研究所的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)首次證明，量子疊加態(tài)的生成無需依賴極低溫環(huán)境，在接近1.8開爾文的相對較高溫度條件下即可實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)量子實(shí)驗(yàn)通常需要將系統(tǒng)冷卻至基態(tài)（能量最低狀態(tài)），以觀測量子效應(yīng)。團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)基希邁爾表示，薛定諤思想實(shí)驗(yàn)中的貓是“活著的”，即處于熱態(tài)。他們試圖檢驗(yàn)不從冷基態(tài)出發(fā)，是否能產(chǎn)生量子效應(yīng)。

于是，團(tuán)隊(duì)選擇從熱激發(fā)態(tài)（高能態(tài)）出發(fā)，利用微波諧振器中的一個(gè)超導(dǎo)量子比特，成功制備出所謂的“熱薛定諤貓態(tài)”。實(shí)驗(yàn)溫度較諧振腔環(huán)境溫度高出60倍。這項(xiàng)研究表明，量子現(xiàn)象也可以在較不完美、較熱的條件下觀察和使用。

基希邁爾解釋道，他們使用了兩種特殊協(xié)議來創(chuàng)造熱薛定諤貓態(tài)。這些協(xié)議之前曾用于從系統(tǒng)的基態(tài)開始產(chǎn)生貓態(tài)。結(jié)果證明，經(jīng)過調(diào)整的協(xié)議在更高溫度下也能發(fā)揮作用，產(chǎn)生明顯的量子干涉現(xiàn)象。

托馬斯·阿格雷尼烏斯補(bǔ)充說，人們通常認(rèn)為溫度會(huì)破壞量子效應(yīng)，但測量結(jié)果證實(shí)，量子干涉即使在高溫下也能持續(xù)存在。

該成果對量子技術(shù)發(fā)展具有里程碑意義，表明即便在非理想、更溫暖的環(huán)境中，量子現(xiàn)象仍可被觀測和利用。只要系統(tǒng)具備必要相互作用，溫度將不再是限制。這一發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)展了量子技術(shù)的應(yīng)用場景，也為常溫量子傳感器、通信協(xié)議及混合量子系統(tǒng)的發(fā)展提供了理論支撐。