果然这种涉及到一些量子力学基础的工作就会被媒体拿来大书特书,这篇文章最近热度很高啊,我来做(ceng)个话(re)题(du)终结者吧,民科可以休矣。
结论:量子力学不确定性没有被推翻,虽然量子跃迁的发生是不确定的,但是是可以通过它发生前的一些证据预测它的发生。
举个容易理解的栗子,如果你不看天气预报,未来哪天下雨你是不确定的(uncertainty),但是在下雨前会有征兆比如阴天大风空气湿度增加之类的,当你感觉到这些征兆时候你可以预测(predictable),马上要下雨了。
这个工作的主要内容其实就是这个预测的过程,而且不仅可以预测“下雨”(量子跃迁),他们还可以逆天改命,本来说是有雨(量子跃迁),结果他们一操作,天气晴朗(不跃迁了)。
简单来说文章做的事情是,是用一个三能级系统(超导比特)通过加一些driving控制,并用dispersive readout来获取各个量子态的概率,进而可以发现量子跃迁前的信号。具体实验内容
@Quantum Engineer
大佬已经在另一个回答里写的很明白了我就不重复了。关键就是下面这张图:
每次跃迁(全是红色的那些,系统处于D态)发生之前有一段粉色阴影区域(
),系统处于G态,我们可以用这个过程来预测即将发生的量子跃迁。这个工作的结论是:量子跃迁是连续的,相干的,deterministic的。这里为了不引起歧义我没有翻译deterministic,它其实是说,就整个演化过程而言,前面的状态决定了后面的状态,即这里的粉色区域决定了后面的跃迁。我想许多人把它直接翻译成“确定性的”,所以让人误以为量子力学的不确定性被否定了呢。
文章里最后还着重强调了这一点,生怕会被外行误读:
我理解的是这个工作更多的是证明了quantum trajectory theory而不是发现了什么新东西,当然本身这个证明也是非常有难度非常了不起的。这个实验的难度在于对各个量子态的测量,怎么样从有限的光子高效读取到量子态的occupation. 用cavity对transmon的QND measurement已经比成熟了,在把B的态读取到cavity以后后面还要用waveguide和amplifier chain来放大信号,然后再做heterodyne measurement. 这种high collection efficiency是超导系统在这方面相比原子系统的一大优势。
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