1935年,Erwin Schrdinger研究了個奇怪的實驗,實驗中,把貓放進某個空間之中,空間裡還有化學物質、一個探測器和足夠致命的有毒物質。如果化學物質在空間中發生了衰變,探測器就會響起,機關將釋放出有毒的物質。其特別的地方在於,化學物質在兩種情況的交界處,那麼貓也理應處於生或死兩個情況的交界之中,所以,只有在觀察者觀察完畢之後,才能獲得某種單一狀態。
從1980年以來,研究人員已經是能夠利用各種方法在實驗室中通過實驗,從而實現量子態的疊加。Forschungszentrum J_lich的Tommaso Calarco解釋說:「CAT狀態非常的脆弱,即便是與環境最小的熱相互作用也會導致它們崩潰」。因此,在薛丁格貓態中實現的量子比特要比那些彼此獨立存在的量子比特少得多。」
在後一種狀態之中,研究人員可以控制50多個實驗室實驗,可量子比特並沒有顯示出薛丁格貓的特殊特性,與研究小組現在使用可編程量子模擬器創造的20個量子位形成對比,從而建立了新的記錄。
我們都知道,在傳統的電腦中經典位總是只有一個特定的值,0或1。因此,這些值只能逐位進行。但量子比特擁有多個狀態,能一步並行處理多個值,所以它的個數就顯得尤為重要,但你只用幾個量子比特不會走得很遠,若是存在有20個量子位元,那麼疊加態的個數就會超過百萬。這一推測將助力不遠未來電腦的革新浪潮,以後,一臺小型的量子計算機就可以完全取代現在世界上的各種超級計算機,但現在還是需要進一步的研究和發展,但我們可以盼望一下這個時代的到來。
言歸正傳,自2011年以來,14個量子比特的舊記錄就一直保持著,在科學家們的苦心孤詣下,現在看來已經是有了飛躍性的進展了。在他們的實驗中,單個原子(本例中是銣原子)被雷射束捕捉,並排放在一行中,另一束雷射激發原子,讓它們達到裡德伯狀態。
這個過程相當的複雜,需要花費大量的時間,以至於在測量之前,脆弱的貓狀態就被破壞了。Julius的團隊貢獻了他們在量子最優控制方面的專業知識來解決這個問題。通過以正確的速度巧妙地關閉和打開雷射器,在製備的過程中加快了速度,使得這一新紀錄成為可能。
「實際上我們膨脹了一些原子,使它們的原子殼與相鄰原子同時形成兩種相反的構型,即佔據了所有奇偶位的激發態,」崔建翠解釋道。「甚至會導致波函數重疊,就像薛丁格的貓一樣,我們能夠創造相反構型的疊加。」
他們在量子方面的進展獲得了中國一個研究小組的努力補充。使用超導量子電路,研究人員成功創造了18個量子比特,成為了這一實驗方法的新紀錄。這種史詩級的突破將會為以後該領域的發展提供良好的基礎,相信不久的將來科技的發展一定會超乎你的想像,處於日新月異的發展之中,各位讀者們是不是也期待著這一天的到來呢?
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