新研究窥探薛定谔猫生死叠加的量子态

量子物理学上一个重要问题是：能否在不改变系统状态的情况下读取系统的量子状态。一份新研究提出了一种解决办法。

薛定谔猫的生死量子叠加态示意图。

广岛大学（Hiroshima University）副教授霍夫曼（Holger F. Hofmann）和印度孟买理工学院的帕特卡（Kartik Patekar）合作的研究提出，利用另一个量子系统读取当前量子系统的状态值，之后根据分析方法的不同，还原被读取量子系统的状态值。

霍夫曼说：“利用普通的观测方法读取系统状态，在量子力学中不可行，因为观测会改变被观测体统的量子态。”霍夫曼和帕特卡想到了一个办法，用著名的薛定谔猫量子实验进行描述。

关在盒子里面的猫处于可能是活、可能是死，又可能是生死叠加的状态。在盒子外面设置一个相机，对里面的猫拍照。得到的照片是模糊的，即知道照片上面有一只猫，但是看不出猫的生死状态。相机闪光灯会将标识猫被拍照时的状态的“量子标签”移除，这使得照片上猫的状态和盒子内猫的量子态纠缠在一起。也就是说，猫的状态取决于后期对照片的处理。

之后将这张照片送去照片显影的暗室或在计算机上进行处理。根据处理方法的不同，可以得到猫的状态，或者发现闪光灯对猫的状态所造成的影响从而还原其量子标签。研究者描述说，也就是根据读取方法的选择，可以得到猫的生死态，或者被移除的“量子标签”，但是无法同时得到两者。

研究称，这是量子力学上概念性的进一步发展，其实践应用与量子计算机和量子加密通讯的发展紧密相关。

这份研究本月发表在物理学网络开放期刊《新物理学杂志》（New Journal of Physics）上。