研究人员采用量子力学在不看物体时看到物体

12月23日消息（南山）人类看到周围的世界，是因为光线被视网膜中的特殊细胞吸收。但是，即使没有一个光粒子，视觉也能在没有任何吸收的情况下发生吗？

令人惊讶的是，答案是肯定的。2022年诺贝尔物理学奖获得者之一安东·蔡林格是第一个使用光学通过实验实现无交互实验的人。现在，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Shruti Dogra，John J. McCord和Gheorghe Sorin Paraoanu发现了一种新的更有效的方法来进行无相互作用实验。该团队使用传输器件来检测经典仪器产生的微波脉冲的存在。这项研究成果发表在《自然·通信》上。

量子相干性是指一个物体可以同时占据两种不同状态的可能性，这是量子物理学所允许的。然而，量子相干性很微妙，很容易崩溃，所以新协议是否会起作用并不是很明显。令该团队惊喜的是，实验的第一次运行显示出检测效率的显著提高。他们多次回到绘图板，运行理论模型确认他们的结果，并仔细检查所有内容。效果肯定是有的。

“我们还证明，即使是非常低功率的微波脉冲，也可以使用我们的协议有效地检测到，”Dogra说。

该实验还展示了一种量子设备可以实现经典设备不可能实现的结果的新方法：这种现象被称为量子优势。研究人员普遍认为，实现量子优势将需要具有许多量子比特的量子计算机，但该实验使用相对简单的设置证明了真正的量子优势。

基于效率较低的旧方法的无交互测量已在光学成像、噪声检测和密码密钥分发等专业过程中得到应用。新的和改进的方法可以显著提高上述过程的效率。

Paraonu指出，“在量子计算中，我们的方法可用于诊断某些存储元件中的微波光子状态。这可以被视为一种在不干扰量子处理器功能的情况下提取信息的高效方法。“

由Paraoanu领导的小组还在探索使用他们的新方法进行其他奇特的信息处理形式，例如反事实通信（双方之间的通信，没有任何物理粒子被转移）和反事实量子计算（计算结果是在没有实际运行计算机的情况下获得的）。

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