《薛定谔的猫长大了:宏观量子叠加正在接受实验检验》
研究者正在用更大物体的量子叠加实验检验量子力学尺度边界,以及退相干、自发坍缩和引力相关效应。
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导语
薛定谔的猫原本是为了讽刺量子解释荒谬性的思想实验,如今它的“猫崽”正在实验室里长大。物理学家试图把越来越大的物体放进量子叠加态,用微小晶体、机械振子和超导环路测试量子理论是否一路适用于宏观世界。文章真正讨论的不是猫,而是一个基础问题:经典世界为何从量子世界中出现,量子力学是否有尺度边界,以及引力能否也被纳入量子描述。
1. 薛定谔设计猫,是为了暴露哥本哈根解释的荒诞感
1935 年,薛定谔给爱因斯坦写信,设想一个盒子里有猫、放射性原子、探测器和毒药。如果原子衰变与否处于量子叠加,那么按某些解释,猫在打开盒子前也会处于生死叠加。猫的意义,是把抽象量子测量问题变成一只必须非生即死的宏观动物。
2. 今天的问题变成:叠加态能被做得多大
一个世纪后,实验物理学家开始认真回应这个挑战。超导线圈中的量子叠加已经成为量子计算的基础,新的目标是把叠加推向更大的物体,比如接近尘埃大小的小晶体。实验的尺度越大,问题越接近薛定谔真正想问的边界:量子世界是否真的能一路延伸到宏观世界。
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