科学家发现了一种研究量子物理学客观坍缩理论的新方法

产业资讯 量科网 2022-01-10 09:47

长期以来,量子物理学为人类提供了一个优雅的框架来理解微观世界。然而,量子现象在我们的日常生活中并不存在。许多因素促成了量子和经典体制间的转变,但是否存在一个导致发生这种转变的基本机制呢?由多种可能性组成的波函数究竟是如何坍缩成一个确定的结果的呢?

为了解决这些突出的基本问题,科学家们已经提出了许多模型,我们统称为客观坍缩理论(Objective-Collapse Theories)。但在实验上检测这些理论仍然具有挑战性。现在,一组研究人员在《AVS Quantum Science》上发表了一篇关于在实验室中研究这些客观坍缩理论的新方法的论文。

伦敦帝国理工学院和兰开斯特大学的研究人员提出了一种测试量子力学适用性极限的新方法。他们的新方法利用了被称为“displacemon”的设备,这是一种机电设备,它由连接到超导量子比特的机械谐振器组成。通过操纵量子比特,他们提出了一种技术来探测与标准量子理论的偏差,这种偏差可以用客观坍缩来解释。

领导兰开斯特大学量子电子设备研究小组的Edward Laird博士说:“displacemon不仅是测试基本量子力学的工具,而且可能是新传感技术的基础。用这个设备进行第一次实验将是非常令人兴奋的。”

研究人员虽然在约束这些模型的强度方面已经取得了很大的进展,但是需要进一步的实验来阐明量子到经典的边界。伦敦帝国理工学院量子测量实验室的首席研究员Michael Vanner说:“事实上,这些未来的实验为在越来越大的尺度上探索量子力学提供了令人兴奋的希望,”

displacemon通过利用低温和超导技术的实验进展,为测试坍缩模型提供了一条新途径。displacemon设备的核心是一个机械谐振器,它像微型吉他弦一样上下振荡,并被整合到超导量子比特中。这种运动与磁场相互作用,将量子比特设备和谐振器的特性联系起来,其中一个的动作会影响另一个。该设备的架构非常适合用于创建弦振动的量子叠加。(编译:Qtech)