薛定諤的貓存活長達23分鐘

#夜讀#【#薛定諤的貓存活長達23分鐘#】#薛定諤的貓# 據英國《新科學家》週刊網站10月28日報導，量子疊加態往往脆弱而短暫，可現在有人讓這樣的量子態保持了創紀錄的23分鐘。在如此長的時間里保持穩定的量子態有助於製造更強大的量子設備，或者幫助科學家在量子物理學領域發現新的奇妙效應。

被發現已久的量子疊加態也被稱為「貓態」。這一名稱源於物理學家埃爾溫·薛定諤著名的思想實驗——把一隻貓放入盒子，其身處的非常特殊的環境使外界無法分辨其是死是活。

貓態或者疊加態是指量子體可以同時處於多個彼此排斥的狀態，但你無法分辨它究竟處於哪個狀態——它相當於同時處於所有狀態。

多年以前，科學家已經能夠在實驗室里用光子乃至微小晶體創造出貓態，但那樣的貓態總是很快喪失特性，坍縮成單一、明確的量子態。如今，一個物理學家團隊利用被光捕獲的原子維持了超長時間貓態。

該團隊使用了大約1萬個鐿原子，將其冷卻到僅僅略高於絕對零度（零下273.15攝氏度）的溫度，利用激光的電磁力實施捕獲。在這樣的條件下，原子的量子態可以得到非常精確的控制——科研人員利用這一點使每個鐿原子處於兩種量子態的疊加態上，而且兩種量子態的自旋截然不同。

通常情況下，原子環境里的干擾因素會在幾秒甚至幾毫秒內使疊加態坍縮成單一的自旋狀態，但科研人員通過調整激光，使貓態空前持續了1400秒之久——相當於一集情景喜劇的時長。

加拿大卡爾蓋瑞大學學者巴利·辛特斯說：「這是一件大事，因為他們在原子系統中製造了完美的貓態，而且貓態很穩定。」

辛特斯介紹說，貓態對於環境中的一切都非常敏感，所以貓態可以用來探測和研究微妙的磁力，或者探究基礎物理學領域新的奇妙效應。他說：「稍微動一動‘量子探針’，觀察發生了什麼，你就能瞭解與探針相互作用的那些東西。」

研究成果顯示，利用貓態測量磁場的靈敏度已經非常接近量子力學規律所規定的基礎靈敏度極限。辛特斯表示，由於持續時間很長，貓態將不僅可以充當敏感的探針，而且可以在單次快照後繼續收集數據，無論發生非常快還是比較慢的效應都可以被捕捉到。

貓態可以在量子信息處理方面發揮作用，充當非常穩定的存儲器，用於存儲額外信息。這一點可以用在量子計算機之類的設備上，便於在設備出錯時修正方向。（編譯/劉子彥）