貓玩年，物理學家「培育」出了一隻更大的薛定諤貓

提到量子力學可能很多人都會感到很陌生，但是大家肯定都聽說過薛定諤的貓，這是量子物理學的奠基人之一埃爾溫·薛定諤為在宏觀世界中描述量子力學中的「疊加態」設計的一個思想實驗——箱子里有一隻貓，在宏觀世界中它要麼是活的，要麼是死的；但如果在量子世界中，它會同時處於即生又死的狀態。

事實上，在我們生活的宏觀世界裡，任何一個物體在某一時刻都有著確定的狀態和確定的位置, 但在量子微觀世界裡，量子會同時處於多種狀態和多個位置的「疊加態」，我們平時說的分子、電子、原子等都是量子的不同表現形式。

薛定諤貓的這種既死又活的「疊加態」一直是量子物理學家想解決的一大難題。近日，加拿大高等研究院量子信息科學的物理學家 Alexander Lvovsky 和他的研究團隊宣布他們用光束「培育」出了薛定諤貓——在實驗中用兩束光產生了量子物理中描述的「疊加態」。

此前，耶魯大學的量子物理研究團隊在試驗中首次實現了量子雙模式貓態，使兩個空腔內的頻率不同的光子跨空腔關聯，如同一隻「薛定諤貓」同時存在於兩個箱子中。這項實驗是用光子駐波作為「培育」貓的「原材料」，但是科學家希望能「培育」出一隻更大的貓。

現在，加拿大的研究人員在這項最新的突破性實驗中，用光束作為「原材料」，在實驗中製造出了薛定諤貓的物理模擬形態。他們在分束器上引發兩隻「貓」（光束）的干涉，其中電磁場同時指向兩個相反的方向，這會導致改分束器的兩個輸出管道中產生「疊加態」。在其中一個管道中放置一個特殊的檢測器，如果這個檢測器顯示出一些具體明確的結果，那麼「貓」就會出現在另一個管道的輸出端，其能量也增多了。通過這種方法，研究人員成功地把一對振幅為 1.15 的負「薛定諤貓」（光束）轉換為單個振幅為 1.85 的正「薛定諤貓」（光束），這說明了在光束中已經形成了相悖的狀態。

研究人員表示，實驗是可重複的：新的「貓」可以反過來疊加在分束器上——意味著能產生更高的能量。這個實驗結果將有望進一步推進量子通信、信息加密、量子計算機等領域的研究。讓我們大膽假設一下，如果有一天可以在宏觀世界中實現薛定諤貓態，那麼，周末想看比賽的男生們就可以一邊在家看比賽，一邊在外面陪女朋友逛街了。當然，前提是你得要有….

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