科学家成功创建“热薛定谔猫态”

科技日报北京4月7日电 （记者张佳欣）薛定谔猫态是指量子对象同时处于两种矛盾状态的叠加现象。这一思想实验中的“既生又死”的猫，如今在真实物理系统中被赋予新的诠释。据最新一期《科学进展》杂志，奥地利因斯布鲁克大学与西班牙巴塞罗那光子科学研究所的联合团队首次证明，量子叠加态的生成无需依赖极低温环境，在接近1.8开尔文的相对较高温度条件下即可实现。

传统量子实验通常需要将系统冷却至基态（能量最低状态），以观测量子效应。团队领导基希迈尔表示，薛定谔思想实验中的猫是“活着的”，即处于热态。他们试图检验不从冷基态出发，是否能产生量子效应。

于是，团队选择从热激发态（高能态）出发，利用微波谐振器中的一个超导量子比特，成功制备出所谓的“热薛定谔猫态”。实验温度较谐振腔环境温度高出60倍。这项研究表明，量子现象也可以在较不完美、较热的条件下观察和使用。

基希迈尔解释道，他们使用了两种特殊协议来创造热薛定谔猫态。这些协议之前曾用于从系统的基态开始产生猫态。结果证明，经过调整的协议在更高温度下也能发挥作用，产生明显的量子干涉现象。

托马斯·阿格雷尼乌斯补充说，人们通常认为温度会破坏量子效应，但测量结果证实，量子干涉即使在高温下也能持续存在。

该成果对量子技术发展具有里程碑意义，表明即便在非理想、更温暖的环境中，量子现象仍可被观测和利用。只要系统具备必要相互作用，温度将不再是限制。这一发现不仅扩展了量子技术的应用场景，也为常温量子传感器、通信协议及混合量子系统的发展提供了理论支撑。