新研究窥探薛定谔猫生死叠加的量子态

前沿科技

2019/10/17 22:33:31

  量子物理学上一个重要问题是:能否在不改变系统状态的情况下读取系统的量子状态。一份新研究提出了一种解决办法。广岛大学副教授霍夫曼和印度孟买理工学院的帕特卡合作的研究提出,利用另一个量子系统读取当前量子系统的状态值,之后根据分析方法的不同,还原被读取量子系统的状态值。

新研究窥探薛定谔猫生死叠加的量子态

  霍夫曼说:“利用普通的观测方法读取系统状态,在量子力学中不可行,因为观测会改变被观测体统的量子态。”霍夫曼和帕特卡想到了一个办法,用着名的薛定谔猫量子实验进行描述。

  关在盒子里面的猫处于可能是活、可能是死,又可能是生死叠加的状态。在盒子外面设置一个相机,对里面的猫拍照。得到的照片是模糊的,即知道照片上面有一只猫,但是看不出猫的生死状态。相机闪光灯会将标识猫被拍照时的状态的“量子标签”移除,这使得照片上猫的状态和盒子内猫的量子态纠缠在一起。也就是说,猫的状态取决于后期对照片的处理。

  之后将这张照片送去照片显影的暗室或在计算机上进行处理。根据处理方法的不同,可以得到猫的状态,或者发现闪光灯对猫的状态所造成的影响从而还原其量子标签。研究者描述说,也就是根据读取方法的选择,可以得到猫的生死态,或者被移除的“量子标签”,但是无法同时得到两者。

  研究称,这是量子力学上概念性的进一步发展,其实践应用与量子计算机和量子加密通讯的发展紧密相关。这份研究本月发布在物理学网络开放期刊《新物理学杂志》上。

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