韩国首尔大学提出测量量子叠加态的数量方法

最近，韩国首尔大学提出一种数量方法，能测量各种不同类型的量子叠加态，也称为“薛定谔猫态”，根据叠加的大小和相干程度来比较不同的“薛定谔猫”。该方法有助于在宏观条件下严格实验量子力学，对研究宏观量子现象、制造非传统物理状态以及各系统的量子态相干都具有重要意义。论文发表在最近出版的《物理评论快报》上。 cPm-)/E)i  
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量子叠加是量子力学中的最关键特征。在量子系统中，当粒子处于一个能级时，是一种清晰的能量态；而同时处于两种或更多不同的能级时，就是一种能量叠加态。10多年来，物理学家一直寻找各种方法界定或测量宏观量子叠加态，但大多数是从粒子数量或各态之间的距离来考虑，这些方案实施起来很困难，尤其是不能用于各种不同类型的叠加态。而新方法能测量多种不同类型的“薛定谔猫”，并在各个“猫”之间进行比较。 v9R"dc]0h  
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新方法基于给定叠加态在相空间（一个系统能表现出来的所有可能性的空间）中的量子相干。在相空间中，宏观量子叠加有两个或更多个独立峰值，峰值之间存在某些震荡方式，这些震荡的相干边缘的频率就反映了叠加的大小，而相干边缘的幅度则反映了真实叠加的程度。用这种方法，就能同时测量系统的大小和量子相干程度，也能用于完全的或部分退相干的叠加。 #J<IHN
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研究人员表示，新方法并没有规定一个“宏观”界限。它提供了一种连续的衡量尺度，可以比较不同的叠加态，而且能和检测特定类型叠加态的方法兼容，测量相空间中的任何叠加态。新方法本身是普适的，能扩展到各种独立的系统如原子状态中，可广泛用于未来的宏观量子系统研究。