“薛定谔猫”作了这样的假设:将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里,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,猫就活着。根据量子力学,镭的衰变存在几率,放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死和活的叠加状态,这就是所谓“薛定谔猫”。奥地利物理学家薛定谔于1935年提出著名的“薛定谔猫”佯谬。

根据量子力学,物质在微观尺度上存在两种完全相反状态并存的奇特状况,这被称为有效的相干叠加态。

既死又活的猫在宏观世界是荒谬的,但随着量子力学的发展,科学家已经成功使多粒子构成的系统达到这种难以理解的量子“薛定谔猫”态。由于这些粒子都属于同一种粒子,因此又被称为单模式猫态。

美国耶鲁大学博士后王晨等在《科学》杂志发表的新研究第一次给单模式猫态引入量子纠缠的元素。量子纠缠是量子力学的另一个基本概念,意思是相隔很远的两个系统可以瞬间相互影响被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。他们设计了两个微波超导空腔,而“薛定谔猫”就是空腔内由几十个光子组成的驻波。驻波是指两个频率相同的波在沿相反方向传播时互相叠加而成的波。这两个空腔内的光子虽然频率不同,

但跨空腔关联,如同一只“薛定谔猫”同时存在于两个箱子中。

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