5月9日，中國(guó)科技大學(xué)發(fā)布重要科研成果，該校潘建偉院士率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)日前實(shí)現(xiàn)超抗噪聲“薛定諤貓”態(tài)。這種神奇的“糾纏狀態(tài)”具有天然的高容錯(cuò)性，能夠?qū)θ我庠肼暶庖撸蓮V泛應(yīng)用于量子密鑰共享、三人密碼協(xié)議等大尺度量子網(wǎng)絡(luò)中。
　　
　　“薛定諤貓”是物理學(xué)界的一個(gè)假想實(shí)驗(yàn)，由量子力學(xué)創(chuàng)始人之一的奧地利物理學(xué)家薛定諤于1935年提出。試驗(yàn)中，一只貓被關(guān)在一個(gè)裝有放射性原子的密閉性容器里。放射性原子可能衰變，也可能不衰變。如果衰變，就會(huì)觸發(fā)機(jī)關(guān)打碎裝有的瓶子，這時(shí)貓就會(huì)被毒死。如果沒(méi)有發(fā)生衰變，貓就能存活。根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)，容器里的貓要么是死的，要么是活的。但在量子世界，原子可處于衰變和沒(méi)有衰變的疊加狀態(tài)，那么貓理應(yīng)也處于奇怪的死與活的疊加狀態(tài)。這只既死又活的貓，就是傳說(shuō)中的“薛定諤貓”。
　　
　　盡管“薛定諤貓”態(tài)在宏觀世界并不存在，但在微觀世界中，科學(xué)家可以利用光子和原子等造出這樣的“糾纏狀態(tài)”，并應(yīng)用到量子精密測(cè)量、容錯(cuò)計(jì)算等領(lǐng)域。然而，由于量子“消相干效應(yīng)”，量子態(tài)與環(huán)境相互作用產(chǎn)生的各種噪聲，可以使計(jì)算過(guò)程產(chǎn)生各種錯(cuò)誤，這就大大限制了“薛定諤貓”態(tài)在量子計(jì)算等量子信息處理任務(wù)中的應(yīng)用。原則上，人們可以利用量子糾錯(cuò)編碼的方式來(lái)保護(hù)量子態(tài)，但這種方式會(huì)耗費(fèi)大量量子資源。2012年，奧地利物理學(xué)家提出一種級(jí)聯(lián)貓態(tài)的概念，這種貓態(tài)具有對(duì)任意噪聲免疫的天然*性。
　　
　　在實(shí)驗(yàn)中，潘建偉團(tuán)隊(duì)用兩個(gè)光子比特編碼一個(gè)邏輯比特，成功制備出一個(gè)三邏輯比特的級(jí)聯(lián)貓態(tài)，并演示了編碼貓態(tài)在各種噪聲影響下所具有的顯著*性。
　　
　　成果發(fā)表在一期學(xué)術(shù)期刊《自然.光子學(xué)》上。潘建偉院士表示，這種制備方法可擴(kuò)展到任意比特?cái)?shù)，甚至可能達(dá)到宏觀級(jí)別，實(shí)現(xiàn)多年來(lái)的研究熱點(diǎn)——宏觀糾纏。