科學家成功創建“熱薛定諤貓態”

科技日報北京4月7日電 （記者張佳欣）薛定諤貓態是指量子對象同時處於兩種矛盾狀態的疊加現象。這一思想實驗中的“既生又死”的貓，如今在真實物理系統中被賦予新的詮釋。據最新一期《科學進展》雜誌，奧地利因斯布魯克大學與西班牙巴塞羅那光子科學研究所的聯合團隊首次證明，量子疊加態的生成無需依賴極低温環境，在接近1.8開爾文的相對較高温度條件下即可實現。

傳統量子實驗通常需要將系統冷卻至基態（能量最低狀態），以觀測量子效應。團隊領導基希邁爾表示，薛定諤思想實驗中的貓是“活着的”，即處於熱態。他們試圖檢驗不從冷基態出發，是否能產生量子效應。

於是，團隊選擇從熱激發態（高能態）出發，利用微波諧振器中的一個超導量子比特，成功製備出所謂的“熱薛定諤貓態”。實驗温度較諧振腔環境温度高出60倍。這項研究表明，量子現象也可以在較不完美、較熱的條件下觀察和使用。

基希邁爾解釋道，他們使用了兩種特殊協議來創造熱薛定諤貓態。這些協議之前曾用於從系統的基態開始產生貓態。結果證明，經過調整的協議在更高温度下也能發揮作用，產生明顯的量子干涉現象。

托馬斯·阿格雷尼烏斯補充説，人們通常認為温度會破壞量子效應，但測量結果證實，量子干涉即使在高温下也能持續存在。

該成果對量子技術發展具有里程碑意義，表明即便在非理想、更温暖的環境中，量子現象仍可被觀測和利用。只要系統具備必要相互作用，温度將不再是限制。這一發現不僅擴展了量子技術的應用場景，也為常温量子傳感器、通信協議及混合量子系統的發展提供了理論支撐。