科技日報記者 張佳欣
薛定諤貓態(tài)是指量子對象同時處于兩種矛盾狀態(tài)的疊加現(xiàn)象。這一思想實驗中的“既生又死”的貓，如今在真實物理系統(tǒng)中被賦予新的詮釋。據(jù)最新一期《科學進展》雜志，奧地利因斯布魯克大學與西班牙巴塞羅那光子科學研究所的聯(lián)合團隊首次證明，量子疊加態(tài)的生成無需依賴極低溫環(huán)境，在接近1.8開爾文的相對較高溫度條件下即可實現(xiàn)。
傳統(tǒng)量子實驗通常需要將系統(tǒng)冷卻至基態(tài)（能量最低狀態(tài)），以觀測量子效應。團隊領導基希邁爾表示，薛定諤思想實驗中的貓是“活著的”，即處于熱態(tài)。他們試圖檢驗不從冷基態(tài)出發(fā)，是否能產(chǎn)生量子效應。
于是，團隊選擇從熱激發(fā)態(tài)（高能態(tài)）出發(fā)，利用微波諧振器中的一個超導量子比特，成功制備出所謂的“熱薛定諤貓態(tài)”。實驗溫度較諧振腔環(huán)境溫度高出60倍。這項研究表明，量子現(xiàn)象也可以在較不完美、較熱的條件下觀察和使用。
基希邁爾解釋道，他們使用了兩種特殊協(xié)議來創(chuàng)造熱薛定諤貓態(tài)。這些協(xié)議之前曾用于從系統(tǒng)的基態(tài)開始產(chǎn)生貓態(tài)。結果證明，經(jīng)過調整的協(xié)議在更高溫度下也能發(fā)揮作用，產(chǎn)生明顯的量子干涉現(xiàn)象。
托馬斯·阿格雷尼烏斯補充說，人們通常認為溫度會破壞量子效應，但測量結果證實，量子干涉即使在高溫下也能持續(xù)存在。
該成果對量子技術發(fā)展具有里程碑意義，表明即便在非理想、更溫暖的環(huán)境中，量子現(xiàn)象仍可被觀測和利用。只要系統(tǒng)具備必要相互作用，溫度將不再是限制。這一發(fā)現(xiàn)不僅擴展了量子技術的應用場景，也為常溫量子傳感器、通信協(xié)議及混合量子系統(tǒng)的發(fā)展提供了理論支撐。
