1935年,奥地利的薛定谔提出了著名的“薛定谔猫”理论,这只既死又活的猫终于有了新的变化。这次奥地利和德国的科学家联手,用7000个钠原子造出了目前最大的量子叠加态,也让薛定谔猫变得更“胖”了。 量子理论告诉我们,微观的物质可以同时处在不同的状态里,这种状态叫做相干叠加态。这和我们生活中看到的宏观世界完全不同。科学家们把镭和氰化物放在一个密闭容器里给一只猫看,如果镭发生衰变,就会打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死亡;如果镭不发生衰变,猫就能存活。镭在衰变和没有衰变之间摇摆不定,于是这只猫也就应该处在“既死又活”的状态里。 不过,在现实中这个情况是不可能发生的。但是在实验室里,科学家们已经用粒子和小晶体做实验实现了类似薛定谔猫的状态。这次奥地利维也纳大学的团队在零下196摄氏度左右的超高真空环境中生成了钠原子簇。他们通过激光干涉实验证明了钠原子簇具有量子波动性。这次实验中的钠原子簇直径大约为8纳米,两个位置之间的距离达到了133纳米。 这个研究成果比之前的任何一个都要大一些。之前有人把质量只有16微克的晶体置于薛定谔猫态中。虽然这次使用的钠原子质量比较小,但由于不同位置之间距离很大,所以这次实验中宏观度要高得多。 这个研究成果对理解微观世界和宏观世界之间的界限非常重要。它能帮助我们了解量子系统是如何从相干叠加态转变为确定状态的过程。这个过程就是量子退相干,也就是我们通常所说的薛定谔猫得到确定生死的过程。 对于未来开发量子计算机来说,这个发现也非常重要。量子计算机需要很多量子比特长时间维持在相干叠加态才能进行有效计算。 这次研究成果为我们打开了一扇通往未知世界的大门,让我们更接近揭开量子世界奥秘的一天。