美國科學家最近宣布，他們成功讓6個鈹離子係統（tǒng）實現（xiàn）了自旋方向完全（quán）相反的宏觀量子疊加態，也就是量（liàng）子力學理論中的“薛定諤貓”態。 　　根據量（liàng）子力學理論，物質在微觀尺（chǐ）度上存在兩種完全相（xiàng）反狀態並存的奇特狀況，這被稱為有效的相幹疊加態。由大量微觀粒子（zǐ）組成的宏觀世界（jiè）是否也遵循量子疊加原理？奧（ào）地（dì）利物理學家薛定諤為此在1935年（nián）提出著名的（de）“薛定諤貓”佯謬。 　　“薛定諤貓”佯謬假設了這樣一（yī）種情況（kuàng）：將一隻（zhī）貓關在裝有少量鐳和氰化物（wù）的密閉容器（qì）裏。鐳的衰變存在幾率，如（rú）果鐳發生衰變，會觸發（fā）機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如（rú）果鐳不發（fā）生衰變，貓就存活。根據（jù）量子（zǐ）力學理（lǐ）論，由於放射性的鐳處於衰變和沒（méi）有衰變兩種（zhǒng）狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊（dié）加狀態。這隻（zhī）既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。 　　顯然，既死又活的貓是荒謬的。薛定諤想要借此闡述（shù）的物理問題是：宏觀世界是否（fǒu）也遵從適用於微觀尺度的量子疊加原理。“薛定諤貓（māo）”佯謬（miù）巧妙地把微觀放射源（yuán）和宏觀的貓聯係起（qǐ）來（lái），旨在否定宏觀（guān）世界存在量子疊加態。然而隨（suí）著量子力學的發展，科學家已先（xiān）後通過各種方案（àn）獲得了宏觀量（liàng）子疊加態。此前，科（kē）學家最多使4個離子（zǐ）或（huò）5個（gè）光子達到“薛定諤貓（māo）”態。但如何（hé）使更多（duō）粒子構成的（de）係統達到這種（zhǒng）狀態並保存更（gèng）長時間（jiān），已成為實驗物理學的一大挑戰。 　　美國國家標準和技術研究所的萊布弗裏特等人在最新一期《自然》雜誌（zhì）上稱，他們已實現擁有粒子較多而且持續時間最長的“薛定諤貓”態。實驗中，研究人員將（jiāng）鈹離子每隔若幹微米“固定”在電磁場（chǎng）阱中，然後用激光使鈹（pí）離（lí）子冷卻到接近絕對零度，並分三步操縱（zòng）這些離子的運動。為了讓盡可能多（duō）的粒（lì）子在盡可能（néng）長的時間裏實現“薛定（dìng）諤貓”態，研究人員一方麵提（tí）高激光的冷卻（què）效率，另一方麵使電磁場阱盡可能多地吸收離子振動發出的熱量。最終，他們使6個鈹離子在50微秒內同時順時針自旋和逆時針自旋，實（shí）現了兩種相反量子態的等量（liàng）疊加糾纏，也就（jiù）是“薛（xuē）定諤貓”態。 　　奧地利因斯布魯（lǔ）克大學的研究人員也在同期（qī）《自然》雜（zá）誌上（shàng）報告說，他（tā）們在（zài）8個離子的係統中實現了“薛定諤貓”態，但維持時間稍短。 　　科學家稱，“薛定諤貓（māo）”態不僅具有理論研究意義，也有實際應用的潛力（lì）。比如，多粒子（zǐ）的“薛定（dìng）諤貓”態係統可以作為未來高容錯量子計算機的核心部件，也可以用來製造極其靈敏的傳感器以及原子鍾、幹涉儀等精密測量裝備。