虽然人们已经取得了很多进展 ， 但是要进一步提升量子系统的退相干时间需要从理论上取得突破 。 划定薛定谔方程统治的量子领域与牛顿定律统治的经典领域之间的边界是物理学中尚未解决的问题之一 (图1为关于量子世界与经典世界边界一个有趣的示意图) ， 物理学家希望通过研究微观物体到宏观物体这一过程中的量子相干性的变化探究退相干的本质 ， 目前物理学家们已经可以实现原子、亚原子粒子以及光子的叠加态 。 虽然随着研究体系的增大 ， 体系受到可破坏叠加态的相互作用就越多 ， 维持叠加态的难度也会增加 ， 但可观测到叠加态的系统尺度仍在稳步增大 。 该研究领域的资深物理学家、奥地利University of Innsbruck的Oriol Romero-Isart相信在未来几年里也许能搞清楚退相干的本质以及我们的世界是否从微观到宏观都是量子化的 。 为此Romero-Isart与维也纳大学的Markus Aspelmeyer和瑞士苏黎世联邦理工学院（Federal Institute of Technology Zurich）的Lukas Novotny、Romain Quidant 团队合作开展了Q-Xtreme项目 ， 目前该项目已经成功的实现了对直径100-140纳米体系的研究 ， 令人欣喜的是他们已经研究了生物分子的相干性（短杆菌肽A1的天然多肽）并获得了良好的效果 。
【薛定谔的猫|水熊虫能真正实现薛定谔的猫？】Romero-Isart设想：下一步可利用光束聚焦于一点形成一个“光阱” ， 将病毒等微小的生命体定于特定位置后通过特定的方法将其制备成两种振动状态的叠加 ， 寻找它们之间的干涉 。 他们甚至计划利用一种体长约一毫米的缓步动物（水熊虫）进行实验 ， 水熊虫生命力非常顽强 ， 顽强到可以暴露在外太空中存活数日 ， 也就是说将其放入超高真空的实验环境中后其可以保持存活 ， 进而满足人们对生命体量子叠加态的研究需求 。 一旦这一计划成功 ， 物理学家们将能制备“与薛定谔的猫意义十分相近的量子叠加态” ， 实现物理学多年的夙愿 。
划定薛定谔方程统治的量子领域与牛顿定律统治的经典领域之间的边界是物理学中尚未解决的问题之一 。
图片引用自：Zurek W H. Decoherence and the Transition from Quantum to Classical[J], Physics today, 1991, 44, 10: 36-44.
参考文献
[1]https://www.quantamagazine.org/how-big-can-the-quantum-world-be-physicists-probe-the-limits-20210818/
本文经授权转载自微信公众号“物理与工程” ， 原题目为《量子、水熊虫、薛定谔的猫》 。
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