量子物理学家刚刚放大了薛定谔的猫

一项破纪录的实验表明,由数千个原子组成的簇可以像波一样发挥作用

来源:科学美国人

薛定谔的猫又胖了一点。物理学家创造了有史以来最大的“叠加态”——一种量子态,其中一个物体同时存在于可能位置的迷雾中。

维也纳大学的一个团队将约 7,000 个钠金属原子组成的单个簇(宽约 8 纳米)放置在不同位置的叠加中,每个位置间隔 133 纳米。每个厚实的簇不像台球一样穿过实验装置,而是像波浪一样,扩散成空间上不同路径的叠加,然后干扰形成研究人员可以检测到的模式。

“这是一个了不起的结果,”柏林弗里茨哈伯研究所的物理学家桑德拉·艾本伯格-阿里亚斯 (Sandra Eibenberger-Arias) 说道。

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量子理论并没有对叠加态的大小做出限制,但日常物体显然不会以量子方式表现,她解释道。她说,这个实验将蛋白质或小病毒颗粒这样大的物体置于叠加状态,有助于回答“‘量子与经典之间是否存在过渡’这个大的、几乎是哲学的问题。”作者“表明,至少对于这种大小的星团,量子力学仍然有效”。

英国布里斯托大学量子物理学家 Giulia Rubino 表示,1 月 21 日《自然》杂志上描述的这项实验也具有实际意义。量子计算机最终需要将数百万个物体维持在大量子态下才能执行有用的计算。如果大自然让系统崩溃超过某个点,而这个规模小于制造量子计算机所需的规模,“那就有问题了,”她说。

叠加大小限制