科学家现在不用看就能“看到”事物

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自量子力学诞生以来,对测量的理解一直是智力魅力的丰富来源。无相互作用测量是一种基本的量子效应,它决定了不可逆光子吸收的光敏物体的存在。

在一项探索量子世界和经典世界之间联系的研究中,阿尔托大学的科学家们发现了一种新的、更有效的方法来进行无交互实验。他们提出了相干无相互作用探测的概念,并通过实验进行了验证。

他们使用了一个三能级超导换能器设备来检测由经典仪器产生的微波脉冲的存在。传输子器件是相对较大但仍表现出量子行为的超导电路。该实验还展示了一种新的方式,通过这种方式,量子设备可以实现经典设备无法实现的结果——这种现象被称为量子优势。研究人员普遍认为,要获得量子优势,需要拥有许多量子比特的量子计算机,但这个实验使用了相对简单的设置,证明了真正的量子优势。

如果实验成功,阿尔托大学发表这篇新论文的团队将不是第一个完成这一壮举的人;事实上,他们的实验是受到2022年诺贝尔物理学奖得主之一安东·泽林格的启发。然而,有一个显著的区别:蔡林格一直在用激光和镜子,而不是微波和超导体。

科学家们现在正在探索其他奇异的信息处理形式,比如反事实通信(双方之间没有任何物理粒子传输的通信)和反事实量子计算(在不运行计算机的情况下获得计算结果)。

基于较低效的旧方法的无交互测量已经在光学成像、噪声检测和密码密钥分发等专门过程中找到了应用。新的改进方法可以显著提高这些过程的效率。

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