量子物理學(xué)很難解釋，薛定諤的貓?jiān)诤凶永铮懿荒芸?？看了它可能就死了或者活了，因?yàn)樗诤凶永锛词撬赖囊彩腔畹?，觀察者一看就會(huì)改變了狀態(tài)。

廣島大學(xué)霍爾格·F·霍夫曼副教授和印度理工學(xué)院孟買分校卡蒂克·帕特卡爾試圖解決量子物理學(xué)中最大的難題之一：如何在不改變量子系統(tǒng)的情況下測(cè)量它？他們?cè)诎l(fā)表《新物理學(xué)期刊》上新研究中發(fā)現(xiàn)：通過讀取從遠(yuǎn)離系統(tǒng)本身的量子系統(tǒng)觀察到的信息，研究人員可以根據(jù)分析方法確定其狀態(tài)。

雖然分析完全從量子系統(tǒng)中移除，但通過仔細(xì)閱讀量子數(shù)據(jù)，可以恢復(fù)可能結(jié)果的初始疊加。通常情況下，通過尋找來尋找一些東西。但在這種情況下，觀察改變了物體，這是量子力學(xué)的問題。我們可以用復(fù)雜的數(shù)學(xué)來描述它，但是怎么才能確定數(shù)學(xué)描述的是什么呢？當(dāng)我們測(cè)量一些東西時(shí)，會(huì)有一個(gè)權(quán)衡，它可能是什么的其他可能性就會(huì)丟失。如果不進(jìn)行相互作用，就無法了解任何事情，便會(huì)預(yù)先付出代價(jià)。

在帕特卡爾在廣島大學(xué)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的停留期間，兩位物理學(xué)家試圖想象測(cè)量系統(tǒng)而無需“付出代價(jià)”的方法，即保持系統(tǒng)的疊加或意味著系統(tǒng)可以存在于所有狀態(tài)。為了理解研究結(jié)果，霍夫曼用著名的薛定諤貓故事描述了發(fā)現(xiàn)：薛定諤的貓?jiān)诤凶永铮茖W(xué)家們不知道它是死是活。設(shè)置一個(gè)照相機(jī)，觀察從盒子外部位置拍攝照片的盒子。給貓拍的照片模糊不清，我們可以看到有一只貓，但不知道它是死是活。

相機(jī)上的閃光燈也去掉了一個(gè)“量子標(biāo)簽”，標(biāo)記著貓的疊加。這張照片現(xiàn)在與貓的命運(yùn)糾纏在一起，也就是說，可以通過以某種方式處理這張照片來決定貓發(fā)生了什么。然后可以將照片從盒子中取出，并在計(jì)算機(jī)或暗室中進(jìn)行處理。根據(jù)處理照片的方法，我們可以找出貓是活的還是死的，或者閃光燈對(duì)貓做了什么，恢復(fù)量子標(biāo)簽。讀者的選擇決定了我們對(duì)貓的了解。我們可以找出它是死的還是活的，

或者恢復(fù)拍攝照片時(shí)移除的量子標(biāo)簽，但不能同時(shí)恢復(fù)兩者。這只是在我們對(duì)量子力學(xué)理解上向前邁出的一步。今天，它的完全應(yīng)用仍然局限于像量子計(jì)算機(jī)這樣的專家級(jí)系統(tǒng)，盡管它的一些方面也可以用于精確測(cè)量，以及使用量子密碼術(shù)進(jìn)行安全通信。這是研究的一個(gè)關(guān)鍵部分，真的很想知道為什么會(huì)有這種量子怪異，所以把重點(diǎn)放在測(cè)量上，因?yàn)檫@就是怪異的來源！

博科園｜研究/來自：廣島大學(xué)

參考期刊《新物理學(xué)期刊》

DOI: 10.1088/1367-2630/ab4451

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