英媒稱,科學家認為,薛定諤的貓或許並非只有生死兩種可能,它還可以從危險邊緣被救回。這些科學家說,他們發現了一度被認為瞬間完成、不可預測的量子躍遷擁有預警信號。
中文報道:
科學家發現「量子躍遷」有預警信號:薛定諤的貓「有救了」_《參考消息》官方網站?www.cankaoxiaoxi.comNature 原文:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1287-z?www.nature.com
20190613更:看了很多的評論,還有一些相關的知乎問題,好像很多人覺得這個工作證偽了量子力學的隨機性(概率解釋)or不連續性,甚至認為量子力學被推翻了。。。我覺得實在是有必要澄清一下。這個工作本身沒有推翻任何現有的量子力學理論!實驗的所有結論都與理論學家用現有的量子力學理論預測預相符!我不知道是哪家媒體的報道出現了偏差。。他們是要負責任的。。
解釋一下量子力學的隨機性和不連續性:比如我們考慮電子可以佔據GD這兩個分立的能級,能量分別是EG和ED,如果電子處在疊加態,那麼如果我們測電子能量,單次測量的結果只可能是EG或者ED(不連續),單次實驗測出來是哪個是隨機的(隨機性)。
量子躍遷是指,在光場中,原子的電子可以吸收或者放出一個光子能量在GD兩個能級間躍遷(G-&>D或者D-&>G),這篇文章的結論是:量子躍遷這一過程發生的時間雖然是隨機的,但是發生前有預兆,而且躍遷過程連續。這跟測量都沒關係啊!咋就被理解成推翻了量子力學的隨機性和不連續性。。。
文章第三幅圖的Z_GD展示的就是測量到電子在G態或者D態的概率(Z越小測到G的概率越大),作者明確說了,單次實驗只能測出來電子在G或者D,那條線是做了680萬次實驗平均下來的結果,所以才是連續的。為什麼要畫概率?因為每一次測得的結果是隨機的啊!概率的變化是連續的,不代表每次實驗的結果也是連續的啊!
20190611更:拖延症晚期的我終於把文章逆轉量子躍遷那部分補上了。。。
評論區很多知友反應看不懂。。。確實寫的有點太晦澀了。。簡單的科普可以看題主引的那個報道,裡面是用薛定諤的貓來講這個事情,或許更生動形象好理解。不過那個報道對物理原理和實驗方法說的不太多,希望這個回答可以幫助大家理解。
耶魯大學兩位超導量子計算大佬又搞了個大新聞啊!
這個工作是說,通過對量子態的測量可以預測量子躍遷的發生。由於這種預警信號的存在,他們還可以主動對體系進行操控,把進行到一半的量子躍遷拉回來。
在量子力學建立之前,波爾用他的三個假設解釋了氫原子光譜,這就是著名的波爾模型,波爾模型現在還出現在很多量子力學或者原子物理的教科書里。波爾模型有三個基本假設:定態假設(原子中的電子可以在一系列軌道上穩定運動)、角動量量子化假設(這些軌道的角動量是普朗克常數的整數倍)和躍遷假設(原子可以通過吸收或者放出能量在這些軌道上跳來跳去)。
當人在不停地觀測原子的狀態時(強測量),這種躍遷發生的時間是隨機的。但這並不代表我們不能預測量子躍遷的發生。這篇文章就是利用實時測量結果的一些特徵預測躍遷,並且扭轉躍遷。
下面講講這個實驗具體怎麼做的吧