7000个钠原子创造出迄今最大量子叠加态

薛定谔猫又“变胖”了。最近,奥地利和德国的科研人员做了一项重大突破,他们用大约7000个钠原子创造出迄今为止最大的量子叠加态,也是“宏观度”最大的薛定谔猫。这次研究发表在《物理评论快报》杂志上。 量子理论的核心观点是,微观尺度上的物质可以同时处于不同的量子态。这种状态被称为相干叠加态。奥地利物理学家薛定谔在1935年提出了著名的“薛定谔猫佯谬”,他假设把一只猫关在一个装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭衰变存在概率性,如果镭发生衰变,就会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死亡;如果镭没有发生衰变,猫就能存活下来。这个实验说明了量子世界中的现象与我们日常生活中观察到的经典物理学现象有很大不同。 这个实验并不是真的把一只猫关在一个盒子里让它既死又活。而是为了让我们理解微观粒子如何同时处于不同状态的可能性。在这次实验中,科学家们使用了约7000个钠原子簇创造出一个巨大的量子叠加态。他们把这些钠原子簇放在一个超低温环境下(77开尔文),通过激光干涉实验确认了它们具有量子波动性。实验中生成的钠原子簇直径约为8纳米,两个位置之间的距离达到了133纳米。 之前有科研人员曾将16微克大小的晶体处于薛定谔猫态,但与这次实验相比,它质量虽然大得多,不同位置之间距离却很小。因此这次实验中得到了更高的宏观度。宏观度是衡量一个物体有多么接近宏观状态指标之一。它要结合物体自身大小、质量和不同量子态之间距离来计算。 这次研究成果有助于我们理解物质微观尺度与宏观尺度之间界限是什么样子,并进一步探究量子系统退相干过程。退相干过程就是指系统失去了其量子特性并最终变成经典状态。 在科研领域里,量子计算机是一个备受关注领域,“量子比特”是计算机运作基础单位之一,“量子比特”就是这个在不同时间点同时存在两种可能状态粒子。 所以此次取得这样一个重要成果对于未来发展量子计算机有着深远意义。 据悉这个消息由新华社在北京2月8日发布。