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新研究窺探薛定諤貓生死疊加的量子態

2019-10-17 22:33:31    來源:書生家電網    瀏覽次數:    字號:TT

  量子物理學上一個重要問題是:能否在不改變系統狀態的情況下讀取系統的量子狀態。一份新研究提出了一種解決辦法。廣島大學副教授霍夫曼和印度孟買理工學院的帕特卡合作的研究提出,利用另一個量子系統讀取當前量子系統的狀態值,之后根據分析方法的不同,還原被讀取量子系統的狀態值。

新研究窺探薛定諤貓生死疊加的量子態

  霍夫曼說:“利用普通的觀測方法讀取系統狀態,在量子力學中不可行,因為觀測會改變被觀測體統的量子態。”霍夫曼和帕特卡想到了一個辦法,用著名的薛定諤貓量子實驗進行描述。

  關在盒子里面的貓處于可能是活、可能是死,又可能是生死疊加的狀態。在盒子外面設置一個相機,對里面的貓拍照。得到的照片是模糊的,即知道照片上面有一只貓,但是看不出貓的生死狀態。相機閃光燈會將標識貓被拍照時的狀態的“量子標簽”移除,這使得照片上貓的狀態和盒子內貓的量子態糾纏在一起。也就是說,貓的狀態取決于后期對照片的處理。

  之后將這張照片送去照片顯影的暗室或在計算機上進行處理。根據處理方法的不同,可以得到貓的狀態,或者發現閃光燈對貓的狀態所造成的影響從而還原其量子標簽。研究者描述說,也就是根據讀取方法的選擇,可以得到貓的生死態,或者被移除的“量子標簽”,但是無法同時得到兩者。

  研究稱,這是量子力學上概念性的進一步發展,其實踐應用與量子計算機和量子加密通訊的發展緊密相關。這份研究本月發布在物理學網絡開放期刊《新物理學雜志》上。

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