科普｜薛定谔猫又“变胖”了

　　新华社北京2月8日电　世界上最神秘的猫——“既死又活”的薛定谔猫又“变胖”了。奥地利和德国科研人员近日报告，他们用约7000个钠原子创造出迄今最大的量子叠加态，也是“宏观度”最大的薛定谔猫。

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　　量子理论的核心概念是，微观尺度上的物质可以同时处于不同的量子态，称为相干叠加态。奥地利物理学家薛定谔1935年提出著名的“薛定谔猫佯谬”，假设了这样一种情况：将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里。镭的衰变存在几率，如果镭发生衰变，会触发机关打碎装有氰化物的瓶子，猫就会死；如果镭不发生衰变，猫就会存活。放射性的镭处于“衰变和没有衰变”两种状态的叠加，猫就理应处于“既死又活”的叠加状态。

　　宏观世界的猫当然不会既死又活。但在微观实验中，科学家已对粒子、粒子簇甚至整块晶体实现了薛定谔猫态。宏观度是衡量薛定谔猫态有多么接近宏观状态的一个指标，其数值要结合“猫态”物体自身的大小和质量、不同量子态之间的距离和叠加态持续的时间来计算。

　　奥地利维也纳大学等机构的研究人员在77开尔文（约零下196摄氏度）的超高真空环境中生成钠原子簇，通过激光干涉实验确认钠原子簇具有量子波动性。实验中钠原子簇的直径约为8纳米，同时存在的两个位置之间距离为133纳米，达到原子簇直径的10多倍。

　　此前曾有科研人员使16微克的晶体处于薛定谔猫态，比本次实验所用的钠原子簇质量大得多，但不同位置之间的距离非常小，因而宏观度比本次实验要低。

　　新成果有助于寻找物质微观尺度与宏观尺度的界限，理解量子系统发生“退相干”、失去量子特性的过程，也就是薛定谔猫的“生死”得到确定的过程，这对量子计算机研发有重要意义。量子计算机需要众多的量子比特长时间维持在相干叠加态，才能进行有效计算。

　　相关论文发表在英国《自然》杂志上。