科学家尝试“繁殖”薛定谔猫：逼近量子世界极限

科学家们近日表示，他们可能找到了一种方法，能够让“薛定谔的猫”进行繁殖，从而有朝一日连接起量子世界与现实世界之间的桥梁。

薛定谔的猫是一项著名思想实验中的一只假想中存在的猫，它可以同时处于生存或者死亡的状态，这在量子理论中被称为状态的“叠加”。

但这毕竟只是一个帮助理解的比方，量子理论的一些效应是否真的能够对宏观物体产生作用呢？这一点仍然存在争议。

最近，物理学家们就设计了一种新的实验方案，通过对处于经典状态的两束光线进行调制，以产生“放大版”的薛定谔猫，并以此探寻量子世界与经典宏观世界之间的边界（如果这样一个边界存在的话）。

亚历山大·洛沃斯基（Alexander Lvovsky）是加拿大高等研究院（CIFAR）量子信息科学研究员，他说：“物理学中的一项基本问题就是量子世界与经典世界之间的边界。如果条件合适，量子现象能够在宏观物体上被观察到吗？对于这样一个问题，理论没有给出回答，或许根本就没有这样一个边界，我们所需要的就是一个能够找到这个问题答案的合适工具。”

在近期开展的实验中，研究人员将物理学上近似的“薛定谔的猫”进行“繁殖“。讲的更具体一些，那就是科学家们将两束连续光束进行了叠加，这两束光的电磁场方向完全相反。

根据10多年前由澳大利亚研究人员所提出的一项设想，研究组尝试基于这些光波状态不断培育更高振幅的光波“猫”。

相关研究的合作者，英国卡尔加里大学研究生阿纳斯塔西亚·普什基纳（Anastasia Pushkina）表示：“简单来说，我们利用光波分束器让这两只‘猫’发生干涉。这样就能在分束器的两个输出终端上得到相互纠缠的叠加态。在其中一个分束器输出终端上，我们安装一台探测装置。如果我们的探测器能够检测到一个正反馈信号，这就意味着一只‘猫’诞生了，且其能量是初始状态的两倍。”

通过这种方式，研究人员将两个振幅1.15，处于“负压缩”状态的“猫”合成了一只振幅1.85的正压缩状态的，能量更高的猫。

在实验过程中，研究组成功获得了数以千计的这种“猫”。研究人员表示，这项实验结果对于未来量子通讯技术，隐形传态和密码学产生影响。

相关研究论文的第一作者，来自俄罗斯量子研究中心和莫斯科国立师范大学的研究生德米特·塞切夫（Demid Sychev）指出：“非常关键的一点在于该实验流程能够被不断重复：之前你‘新’制造出来的‘猫’还可以继续被输入分束器再次叠加，从而再次提升能量等级。用这样的方法，理论上你就有可能不断推进量子世界的边界，并逐渐逼近量子世界的极限。