薛定谔猫有救了?实现预测薛定谔猫的跳跃,并最终拯救它!

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薛定谔的猫是一个着名的悖论,用于说明量子物理中的叠加概念(两个相反状态同时存在的能力)和不可预测性。这个想法是将一只猫放在一个密封的盒子里,如果放射性物质的一个原子衰变,它会产生辐射源。量子物理学的叠加理论认为,在有人打开盒子之前,猫既活着又死了,是状态的叠加。打开盒子来观察猫会使它突然改变量子状态,迫使它死亡或活着。量子跃迁是离散的(不连续的)和观察到的状态的随机变化。

该实验由耶鲁大学教授Michel Devoret在实验室进行,最初是由量子跃迁研究的第一作者ZlatkoMinev提出的。结果揭示了一个惊人的发现,与丹麦物理学家尼尔斯玻尔的既定观点相矛盾。跳跃既不像以前想象的那样突然,也不像以前想象的那样随意。对于一个微小的物体,如电子,分子或含有量子信息的人造原子(称为量子比特),量子跃迁是从离散能量状态到另一个能量状态的突然过渡。

(Boke Park - Graphic)耶鲁大学的科学家们发现了一种捕捉和拯救薛定谔猫的方法,这种方法是量子叠加和不可预测性的象征。照片:KatStockton

在开发量子计算机时,研究人员处理量子比特跳跃至关重要,这是计算错误的表现。神秘的量子跃迁是波尔在一个世纪前提出的一种理论,但直到20世纪80年代才在原子中观察到。耶鲁大学应用物理和物理学教授,耶鲁量子研究所成员Devoret说:每次我们测量量子比特时,从长远来看,这些跳跃都会发生。看,量子跳跃是不可预测的。

尽管如此,科学家还是想知道是否有可能获得一个预警信号,表明即将发生跳跃。该实验的灵感来自奥克兰大学霍华德卡迈克尔教授的理论预测,他是量子轨迹理论的先驱,也是该研究的合着者。除了它的基本影响力。这一发现是理解和控制量子信息的潜在重大进步。研究人员表示,可靠地管理量子数据和纠正错误是开发完全有用的量子计算机的关键挑战。耶鲁大学团队使用一种特殊方法间接监测超导人造原子,使用三个微波发生器照射包裹在由铝制成的三维空腔中的原子。

Minev为超导电路开发的双重间接监测方法使研究人员能够以前所未有的效率观察原子。当同时观察到人造原子时,微波辐射将搅动它,导致量子跃迁。这些跳跃的微小量子信号可以在不损失室温的情况下进行放大。在这里,可以实时监控信号。这使研究人员能够看到检测到的光子突然丢失(光子是由微波激发的原子态发射的),这种微小的缺陷是量子跃迁的早期预警。尽管观察到跳跃,但这个实验的美妙效果是在跳跃过程中增强了连贯性。你不仅可以使用它来捕捉跳跃,还可以反转它。

这是一个关键点。从长远来看,量子跳跃看起来是离散的和随机的。反量子跃迁意味着量子态的演化在某种程度上是确定性的而不是随机的;跳跃总是一样的。预测的发生方式来自其随机起点。原子的量子跃迁有点类似于火山爆发,从长远来看,它们是完全不可预测的。尽管如此,通过适当的监控,可以识别即将发生的灾难警报并在灾难发生前采取行动。

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博科公园

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2019.07.2410: 40

字数1316

这一发现使研究人员能够建立一个包含量子信息的人工原子即将跳跃的早期预警系统。宣布该发现的研究发表于2019年6月3日《自然》。

薛定谔的猫是一个着名的悖论,用于说明量子物理中的叠加概念(两个相反状态同时存在的能力)和不可预测性。这个想法是将一只猫放在一个密封的盒子里,如果放射性物质的一个原子衰变,它会产生辐射源。量子物理学的叠加理论认为,在有人打开盒子之前,猫既活着又死了,是状态的叠加。打开盒子来观察猫会使它突然改变量子状态,迫使它死亡或活着。量子跃迁是离散的(不连续的)和观察到的状态的随机变化。

该实验由耶鲁大学教授Michel Devoret在实验室进行,最初是由量子跃迁研究的第一作者ZlatkoMinev提出的。结果揭示了一个惊人的发现,与丹麦物理学家尼尔斯玻尔的既定观点相矛盾。跳跃既不像以前想象的那样突然,也不像以前想象的那样随意。对于一个微小的物体,如电子,分子或含有量子信息的人造原子(称为量子比特),量子跃迁是从离散能量状态到另一个能量状态的突然过渡。

(Boke Park - Graphic)耶鲁大学的科学家们发现了一种捕捉和拯救薛定谔猫的方法,这种方法是量子叠加和不可预测性的象征。照片:KatStockton

在开发量子计算机时,研究人员处理量子比特跳跃至关重要,这是计算错误的表现。神秘的量子跃迁是波尔在一个世纪前提出的一种理论,但直到20世纪80年代才在原子中观察到。耶鲁大学应用物理和物理学教授,耶鲁量子研究所成员Devoret说:每次我们测量量子比特时,从长远来看,这些跳跃都会发生。看,量子跳跃是不可预测的。

尽管如此,科学家还是想知道是否有可能获得一个预警信号,表明即将发生跳跃。该实验的灵感来自奥克兰大学霍华德卡迈克尔教授的理论预测,他是量子轨迹理论的先驱,也是该研究的合着者。除了其基本影响之外,这一发现在理解和控制量子信息方面具有潜在的重大进展。研究人员表示,可靠地管理量子数据和纠正错误是开发完全有用的量子计算机的关键挑战。耶鲁大学团队使用一种特殊方法间接监测超导人造原子,使用三个微波发生器照射包裹在由铝制成的三维空腔中的原子。

Minev为超导电路开发的双重间接监测方法使研究人员能够以前所未有的效率观察原子。当同时观察到人造原子时,微波辐射将搅动它,导致量子跃迁。这些跳跃的微小量子信号可以在不损失室温的情况下进行放大。在这里,可以实时监控信号。这使研究人员能够看到检测到的光子突然丢失(光子是由微波激发的原子态发射的),这种微小的缺陷是量子跃迁的早期预警。尽管观察到跳跃,但这个实验的美妙效果是在跳跃过程中增强了连贯性。你不仅可以使用它来捕捉跳跃,还可以反转它。

这是一个关键点。从长远来看,量子跳跃看起来是离散的和随机的。反量子跃迁意味着量子态的演化在某种程度上是确定性的而不是随机的;跳跃总是一样的。预测的发生方式来自其随机起点。原子的量子跃迁有点类似于火山爆发,从长远来看,它们是完全不可预测的。尽管如此,通过适当的监控,可以识别即将发生的灾难警报并在灾难发生前采取行动。

这一发现使研究人员能够建立一个包含量子信息的人工原子即将跳跃的早期预警系统。宣布该发现的研究发表于2019年6月3日《自然》。

薛定谔的猫是一个着名的悖论,用于说明量子物理中的叠加概念(两个相反状态同时存在的能力)和不可预测性。如果放射性物质的一个原子衰变,则想法是将猫放入带有辐射源的密封盒中。毒药将被触发。量子物理学的叠加理论认为,在有人打开盒子之前,猫既活着又死了,是状态的叠加。打开盒子来观察猫会使它突然改变量子状态,迫使它死亡或活着。量子跃迁是离散的(不连续的)和观察到的状态的随机变化。

该实验由耶鲁大学教授Michel Devoret在实验室进行,最初是由量子跃迁研究的第一作者ZlatkoMinev提出的。结果揭示了一个惊人的发现,与丹麦物理学家尼尔斯玻尔的既定观点相矛盾。跳跃既不像以前想象的那样突然,也不像以前想象的那样随意。对于一个微小的物体,如电子,分子或含有量子信息的人造原子(称为量子比特),量子跃迁是从离散能量状态到另一个能量状态的突然过渡。

(Boke Park - Graphic)耶鲁大学的科学家们发现了一种捕捉和拯救薛定谔猫的方法,这种方法是量子叠加和不可预测性的象征。照片:KatStockton

在开发量子计算机时,研究人员处理量子比特跳跃至关重要,这是计算错误的表现。神秘的量子跃迁是波尔在一个世纪前提出的一种理论,但直到20世纪80年代才在原子中观察到。耶鲁大学应用物理和物理学教授,耶鲁量子研究所成员Devoret说:每次我们测量量子比特时,从长远来看,这些跳跃都会发生。看,量子跳跃是不可预测的。

尽管如此,科学家还是想知道是否有可能获得一个预警信号,表明即将发生跳跃。该实验的灵感来自奥克兰大学霍华德卡迈克尔教授的理论预测,他是量子轨迹理论的先驱,也是该研究的合着者。除了其基本影响之外,这一发现在理解和控制量子信息方面具有潜在的重大进展。研究人员表示,可靠地管理量子数据和纠正错误是开发完全有用的量子计算机的关键挑战。耶鲁大学团队使用一种特殊方法间接监测超导人造原子,使用三个微波发生器照射包裹在由铝制成的三维空腔中的原子。

Minev为超导电路开发的双重间接监测方法使研究人员能够以前所未有的效率观察原子。当同时观察到人造原子时,微波辐射将搅动它,导致量子跃迁。这些跳跃的微小量子信号可以在不损失室温的情况下进行放大。在这里,可以实时监控信号。这使研究人员能够看到检测到的光子突然丢失(光子是由微波激发的原子态发射的),这种微小的缺陷是量子跃迁的早期预警。尽管观察到跳跃,但这个实验的美妙效果是在跳跃过程中增强了连贯性。你不仅可以使用它来捕捉跳跃,还可以反转它。

这是一个关键点。从长远来看,量子跳跃看起来是离散的和随机的。反量子跃迁意味着量子态的演化在某种程度上是确定性的而不是随机的;跳跃总是一样的。预测的发生方式来自其随机起点。原子的量子跃迁有点类似于火山爆发,从长远来看,它们是完全不可预测的。尽管如此,通过适当的监控,可以识别即将发生的灾难警报并在灾难发生前采取行动。