科学家成功创建“热薛定谔猫态”，首证量子叠加态生成无需冷却到基态

薛定谔猫态是指量子目标同时处于两种不同状态的叠加现象。这项意识形态实验中的“既生又死”猫现在在真实的物理系统中被赋予了新的解释。根据最新一期《科学进步》杂志，奥地利因斯布鲁克大学和西班牙巴塞罗那光子科学研究所的联合团队首次证实，在接近1.8开尔文相对较高的温度条件下，量子叠加的形成不需要依赖极低的温度。

猫在埃尔温·薛定谔的思想实验中既活着又死去。图片来源：因斯布鲁克大学

为了观察量子效应，传统的量子试验通常需要将系统冷却到基状态(最低能量状态)。团队领导基希迈尔说，薛定谔思想实验中的猫是“活的”，也就是说，它们处于热状态。他们试图检测量子效应是否可以在不从冷基状态开始的情况下产生。

因此，团队选择从热刺激状态(高能状态)开始，利用微波谐振器中的超导量子比特，成功地制备出所谓的“热薛定谔猫状态”。测试温度是谐振器环境温度的60倍。该研究表明，量子现象也可以在不完美和炎热的条件下观察和使用。

基希迈尔解释说，他们使用两种特殊协议来创造热薛定谔猫的状态。这些协议以前用于从系统的基本状态开始产生猫的状态。结果表明，调整后的协议也可以在更高的温度下发挥作用，导致明显的量子干预。

托马斯·阿格雷尼乌斯补充说，我们通常认为温度会破坏量子效应，但测量结果表明，即使在高温下，量子干预也会持续存在。

这一结果对量子技术的发展具有里程碑意义，表明量子现象仍然可以在非理想和温暖的环境中观察和应用。只要系统具有必要的相互作用，温度就不再受到限制。这一发现不仅扩大了量子技术的应用场景，而且为常温量子传感器的发展提供了理论支持，通信协议和混合量子系统。