两只“量子柴郡猫”如何互换笑脸(2)

亚基尔·阿哈罗诺夫等人发明，通过精良配置符合的前后选择态，就可以揭示雷同《爱丽丝梦游仙境》中柴郡猫与其笑脸疏散的现象。详细来说，在过问干与仪的上路径中，对路径及条件自旋观丈量实施的弱丈量给出相应的弱值别离为0和1，也就是说，有一个没有猫的笑脸呈此刻该路径中。相应的，在下路径中实施的弱丈量获得的弱值别离为1和0，也就是说，下路径中呈现了一只没有笑脸的猫。简而言之，在过问干与仪中“量子柴郡猫”和它的笑脸被分隔了。

在“量子柴郡猫”的观念被提出后不久，来自奥地利维也纳科技大学的尝试物理学家便操作中子举办了尝试演示。在中子过问干与仪中，通过外加磁场，准确调控其自旋和路径的量子状态，从而实现前选择态的制备以及后选择操纵。尝试功效正如亚基尔·阿哈罗诺夫等人所预言的那样，在过问干与仪中，中子的自旋老是呈此刻与其本体位置相反的另一臂。紧接着，美国波特兰大学的尝试物理学家利用自发参量下转换进程发生的可预报单光子举办了雷同的尝试，同样看到了“量子柴郡猫”现象。

笑脸的无打仗互换

中国科学技能大学郭光灿院士团队的李传锋、许金时、许小冶等人与南开大学陈景灵传授相助，基于光子的偏振与其本体疏散，进一步实现两个光子偏振的无打仗互换，展现了“量子柴郡猫”的奇特量子特性。

“然而，调查‘量子柴郡猫’的笑脸互换并不容易，这涉及对多体量子系统弱值提取的困难。”许小冶先容说，提取弱值的凡是做法是引入帮助探针，当系统增大时，所需的耦合进程将会越来越巨大。想要实现光子偏振的无打仗互换，势必涉及多个“量子柴郡猫”，进一步在系统中引入特别探针面对技能挑战。

尝试中，研究组首先通过自发参量下转换进程，制备出不存在经典描写的双光子超胶葛态。在这种状态下，两个光子的偏振和路径自由度别离处于最大胶葛态，可是两个维度之间处于毫无关联的直积状态。进一步通过在某些路径上施加自旋操纵，将双光子制备到特定图态，完成前选择态的制备。随后在光路中引入虚时演化，实现对光子路径和自旋的弱丈量。最后举办一种被称为连系贝尔态丈量的操纵，完成对系统的后选择。通过对差异的微扰种类和演化时间下的光子探测效率阐明，就可以进一步得到光子的路径和偏振可观丈量的弱值。这些弱值表白，尝试中的两光子都揭示出本体和属性疏散的“量子柴郡猫”现象。

该研究成就展示了量子世界中物质与其属性的机动多变的干系，是领略量子力学基本问题的重要希望，对摸索微观粒子的性质在接管丈量之前是否具有实在性具有开导意义，将对量子力学基本问题的研究起到重要敦促浸染。

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