薛定谔的猫获得了第二个盒子 2017-06-05 08:06:08

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来自耶鲁大学的物理学家团队为薛定谔的猫提供了第二个盒子,结果可能有助于进一步寻求可靠的量子计算薛定谔的猫是一个众所周知的悖论,它将量子物理中的叠加概念应用于遇到的物体在日常生活中这个想法是将一只猫放在一个带有放射源和毒药的密封盒子里,如果放射性物质的原子衰变就会被触发量子物理学表明猫既活着又死了(一种状态的叠加) ),直到有人打开盒子,并且这样做,改变量子态这个假设的实验,在1935年由量子力学的创始人之一设想,近年来在实验室中发现了生动的类比,科学家现在可以放置一个波 - 在两个截然不同的状态下同时由数百个粒子组成的光包每个状态对应于普通(经典)形式的光丰富本质上一支耶鲁科学家的团队创造了一种更具异国情调的薛定谔猫状状态,已被提议用于实验超过20年

这只猫一下子生存或死在两个盒子里,这是薛定谔理念的结合

猫和量子物理学的另一个核心概念:纠缠纠缠允许局部观察瞬间改变远处物体的状态爱因斯坦曾称之为“远处的怪异行动”,在这种情况下它允许猫状态分布在不同的空间模式耶鲁大学的团队建造了一个由两个3D微波腔和一个额外的监测端口组成的设备 - 所有这些都由一个超导的人造原子连接

“猫”是由两个空腔中的受限微波光线组成的“这只猫是大而聪明的它由于量子状态在两个腔体之间共享,并且无法单独描述,所以不会停留在一个盒子里,“耶鲁大学博士后助理陈望说

作为“科学”杂志研究的第一作者,描述了研究“人们也可以采取另一种观点,我们有两只小而简单的薛定谔猫,每只盒子中有一只被缠住”这项研究在量子方面也有潜在的应用计算通过利用叠加和纠缠,量子计算机能够比传统计算机更快地解决某些问题然而,开发可靠的量子计算机的主要问题之一是如何在不干扰信息的情况下纠正错误“结果是'猫'状态是冗余存储量子信息的一种非常有效的方法,用于量子纠错的实现在两个盒子中生成猫是以错误纠正的方式在两个量子位之间进行逻辑运算的第一步,“共同作者Robert Schoelkopf说,斯特林应用物理和物理学教授,耶鲁量子研究所所长Schoelkopf和他的频繁合作者,Michel Devoret和Steve Girvin,开创了电路量子电动力学领域(cQED),为量子计算研究提供了最广泛使用的框架之一,耶鲁的FW Beinecke物理学教授Devoret和耶鲁的Eugene Higgins物理学教授Girvin和应用物理学是本论文的共同作者

该研究建立在cQED架构十多年的发展之上

耶鲁团队设计了各种新功能,包括圆柱形3D腔,记录量子信息存储时间超过1毫秒超导电路和测量系统以精确,非破坏性的方式监测量子态的某些方面“我们在这里结合了相当多的近期技术,”Wang说,耶鲁大学应用物理系的其他共同作者和物理学包括助理教授梁江;高级研究科学家Luigi Frunzio;博士后合伙人Reinier Heeres和Nissim Ofek;研究生Yvonne Gao,Philip Reinhold,Kevin Chou,Christopher Axline,Matthew Reagor,Jacob Blumoff和Katrina Sliwa;前耶鲁大学研究员Mazyar Mirrahimi美国陆军研究办公室和空军科学研究办公室多学科大学研究计划项目支持该研究出版物:陈望等,“生活在两个盒子里的施罗丁格猫”,5月27日科学2016年:第352卷,第6289期,第1087-1091页; DOI:101126 / scienceaaf2941资料来源:耶鲁大学Jim Shelton