迄今最重“薛定諤的貓”出現【有望催生更大更穩健量子比特】

科技日報訊 (記者劉霞)科學家迄今已設法讓原子或分子同時身處兩個位置——所謂“疊加”態，實現了“薛定諤的貓”效應。在一項最新研究中，瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH)科學家讓一個“體重”為16微克(質量為原子或分子的幾十億倍)的微小晶體處于兩個振蕩狀態的疊加態，創建了迄今最重“薛定諤的貓”。該研究刊發于20日出版的《科學》雜志，有望催生更大更穩健的量子比特，并用于探測引力波或暗物質等。

“薛定諤的貓”是奧地利著名物理學家埃德溫·薛定諤提出的一個思想實驗：將一只貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器里。

鐳的衰變存在幾率，如果鐳發生衰變，會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發生衰變，貓就存活。根據量子力學理論，由于放射性的鐳處于衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就處于死/活兩種狀態的疊加。這只既死又活的貓就是所謂的“薛定諤的貓”。

研究人員此次成功地使用振蕩晶體創造出了一種所謂的“薛定諤的貓”，其中振蕩晶體代表貓，一個超導電路代表量子比特。量子比特和“貓”之間的聯系不是計數器和毒藥，而是一層壓電材料，晶體在振蕩時會改變形狀，產生電場。該電場可與量子比特的電場耦合，量子比特的疊加態可轉移給晶體，晶體也因此可同時向上及向下振蕩，這個重達16微克處于疊加態的晶體，也因此成為迄今最重“薛定諤的貓”。

研究團隊希望進一步提高“薛定諤的貓”的質量限制，以更好地理解量子效應在真實宏觀世界未被探測到的原因。此外，最新研究有望催生更大、更穩健的量子比特。而且，處于疊加狀態的大質量物體對外部噪聲極端敏感，也可用于精確測量引力波等微小擾動或探測暗物質。

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