瑞士科学家成功创建最重“薛定谔的猫”：16微克晶体实现量子叠加

瑞士科学家成功创建最重“薛定谔的猫”：16微克晶体实现量子叠加

引用

澎湃

等

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来源

1.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_22828759

2.

https://www.guancha.cn/industry-science/2023_04_24_689693.shtml

3.

https://zhuanlan.zhihu.com/p/624711775

4.

https://zhuanlan.zhihu.com/p/449869903

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https://baike.baidu.com/item/%E8%96%9B%E5%AE%9A%E8%B0%94%E7%9A%84%E7%8C%AB/554903

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https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%96%9B%E5%AE%9A%E8%B0%94%E7%8C%AB

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https://swarma.org/?p=30009

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https://www.wenxuecity.com/blog/202305/80482/22733.html

近日，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）的科学家们在量子力学领域取得了重大突破：他们成功创建了迄今为止最重的“薛定谔的猫”，一个质量达16微克的微小晶体被置于两个振荡状态的叠加态。这一研究成果已发表在权威科学期刊《科学》上，为量子力学在宏观世界的应用开辟了新的可能性。

要理解这一突破的重要性，我们首先需要了解“薛定谔的猫”这个著名的思想实验。1935年，奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出了一个令人困惑的场景：将一只猫、一瓶毒药和一个放射性原子放入一个封闭的盒子里。根据量子力学的哥本哈根诠释，如果放射性原子发生衰变，会触发机关打破毒药瓶，导致猫死亡；如果原子没有衰变，猫则存活。在盒子被打开之前，放射性原子处于衰变和未衰变的叠加态，这意味着猫也处于生死叠加的奇特状态。

这个思想实验揭示了量子力学中一个令人困惑的现象：微观粒子可以同时处于多个状态的叠加，只有在被观测时才会“坍缩”到一个确定的状态。这种现象被称为量子叠加原理，是量子力学中最基本也是最神秘的特性之一。

瑞士科学家的最新研究正是对这一原理的宏观验证。研究团队使用了一个微小的晶体作为“猫”，一个超导电路作为量子比特。通过一层压电材料，晶体的振荡状态与量子比特的电场耦合在一起。当量子比特处于叠加态时，这种叠加状态被传递给了晶体，使其同时向上和向下振荡，从而实现了宏观物体的量子叠加。

这一突破不仅展示了量子力学原理在宏观物体上的可行性，更为未来的技术发展开辟了新的可能性。研究团队表示，这项技术有望催生更大、更稳健的量子比特，这对于量子计算的发展至关重要。此外，处于叠加状态的大质量物体对外部噪声极其敏感，可以用于精确测量引力波等微小扰动，甚至探测暗物质。

尽管这一研究仍处于实验阶段，但它已经向我们展示了量子力学在宏观世界中的巨大潜力。随着科学家们不断突破量子效应的质量限制，我们或许能更深入地理解量子世界与经典物理之间的联系，甚至开发出更多基于量子原理的革命性技术。这一突破不仅是量子物理学领域的重要进展，更可能为未来的科技发展带来深远影响。