2026年10月,福州大学团队在《物理评论快报》发了一篇实验报告。
他们把一只量子世界里的“猫”放进盒子,往里塞“目击者”,从1个加到8个,看猫还能不能“死而复生”。
结论:目击者一多,猫就真回不来了。
这事听着像哲学,其实是量子计算头上悬了几十年的一把刀。
猫态是什么
量子世界里有个著名比喻:薛定谔的猫,关在盒子里既死又活。
现实中的“猫态”没那么玄。福州大学团队用的是微波场:一个超导小盒子里,同时存在“空”和“有光”两种状态。
这两种状态会“打架”,学术叫干涉。打出的花纹有正有负,像水波碰在一起,有的地方高有的地方低。
只要还能看见这组花纹,猫就还活着,还处在叠加态。
退相干是什么
说白了,就是环境“偷看”了它。
量子系统最怕被围观。周围任何东西——电路、热量、杂散电磁场——只要沾上一点信息,叠加态就漏气,干涉花纹就变淡。
这个“看”不需要人。环境只要把信息“记”下来,哪怕记在一块你根本不读的硬盘里,效果一样。
这就是量子计算最要命的地方:你想让它同时算一万条路,它却总想“选”一条。
一个目击者能反悔
福州大学这个实验,妙在把“偷看”做成了可控的。
他们先让一个量子比特当“目击者”。它跟微波场一交互,就记住了“盒子是空的还是有光”,花纹随即变淡。
但大约38纳秒后,这个比特晃了一圈又转回来,它“忘”了刚才看到的东西。花纹重新浮现。
只有一个目击者时,退相干可逆。猫“死”了一会儿,又活了。
八个目击者就锁死
然后他们开始加人,从1个比特加到8个。每个比特跟微波场交换能量的节奏还不一样,有的快有的慢。
8个目击者一齐上,大约15纳秒后,他们几乎能百分之百区分“空”和“有光”。这个记录一直保持到80纳秒,花纹再也没回来。
为什么?
一个目击者,你还能指望他忘掉。八个目击者各记各的、各忘各的,想让他们在同一时刻集体失忆,概率低到可以忽略。
这就是从“可逆”滑向“不可逆”的那道坡。
全球都在比同一件事
现在美国、中国、欧洲、日本都在拼命堆量子比特。谷歌的Willow芯片演示了纠错跨过盈亏平衡点,IBM走模块化路线,微软押注拓扑量子比特,欧洲离子阱和中性原子并进,日本超导和光量子两头下注。
表面比的是比特数,骨子里比的是同一件事:谁能把环境“偷看”的那只眼睛挡得更久。
量子纠错码,本质上就是一群“假目击者”。用多个物理比特互相监督,把信息藏进全局关联里,让环境偷看到的只是碎片,拼不出原图。
福州大学这个实验,等于给这场竞赛提供了一把尺子:环境到底在什么条件下从“可挽回”变成“没法挽回”。你只有先量清楚这道坎,才知道纠错码该设计多厚。
中国不是看客
超导路线上,科大的“祖冲之三号”已做到105个比特,刷新超导体系量子优越性纪录;光量子路线上,“九章”系列把光子操纵推到两百多个光子量级;本源量子、国盾量子、中电信量子在芯片、测控、云平台上都有布局。
更值得说的是,这次是福州大学——一所地方高校——在《物理评论快报》上啃下了量子基础实验的一块硬骨头。中国量子研究的盘子,已经从几家“国家队”铺到了更宽的地面。
差距也有,而且很实在。稀释制冷机、高端微波测控仪器、约瑟夫森结的工艺一致性、量子芯片良率,这些“卡脖子”环节还没完全翻过去。基础实验领先一步,不等于整条产业链领先一步。
这实验到底有什么用
退相干往小了说,决定量子计算机什么时候能真正算题;往大了说,决定未来战争里“看不见的导航”和“偷不走的通信”能不能落地。
量子惯性导航,不用卫星信号也知道自己在哪;量子磁探测,能抓住潜艇留下的极微弱磁场;量子密钥分发,理论上窃听必留痕。这些都不是科幻,是各国军方和实验室同时在推的方向。
它们的共同敌人,就是环境那双无处不在的眼睛。
福州大学这个实验没造出更快的计算机,也没打破什么纪录。它只是把“什么时候开始不可挽回”这个问题,第一次放进了实验室,一寸一寸量了出来。
量子纠错码该设计多厚,从此有了实验依据。
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