薛定谔的猫是一个量子系统，代表了量子物理学中最大的难题之一:如何在不改变量子系统的情况下测量它？
新浪科技讯，北京时间12月4日，薛定谔的猫是奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在1935年提出的一个著名的思想实验，描述了亚原子粒子的神秘行为。现在，通过一种新的方法，我们可以观察这只(想象中的)猫而不杀死它。
在这个思维实验中，盒子里的猫同时处于生存和死亡状态，或者处于“生”和“死”的叠加状态，就像亚原子粒子同时存在于多种状态中一样。然而，当我们打开盒子观察它的内部时，我们会改变猫的状态，观察一只活猫或一只死猫。
然而，在10月1日发表在《新物理学杂志》上的一项研究中，研究人员描述了一种观察猫而不强迫其他猫生或死的可能方法。通过这种方式，科学家也许能够加深他们对物理学中最基本悖论之一的理解。
在我们传统的大规模世界里，观察一个物体似乎并不能改变它。但是如果规模足够小，情况就不是这样了。霍尔格·弗，该研究的第一作者，日本广岛大学物理学助理教授。霍夫曼)说:“我们通常认为观察的代价是微不足道的。这不准确。为了观察，你必须用光来改变物体。”因为即使是一个光子也能把能量从你看到的物体转移到物体上。
霍夫曼和卡尔提克·佩特卡尔当时是广岛大学的访问本科生，现在在印度理工学院孟买分校工作，他们想知道人们是否有一种不用“付出代价”就能观察的方法。他们提出了一个数学框架，将最初的互动(观察猫)与结果读数(知道猫是死是活)分开。霍夫曼说:“我们的主要动机是非常仔细地观察量子测量是如何发生的。”。"关键是我们把测量分成两个步骤."通过这样做，霍夫曼和佩卡尔可以假设在初始交互(观察猫)中涉及的所有光子都可以被捕获，而不会丢失任何关于猫状态的信息。因此，在阅读结果之前，关于猫的状态(以及如何观察它)的所有信息都是可用的。只有当我们阅读这些信息时，我们才会丢失其中的一部分。
霍夫曼说:“有趣的是，阅读过程会从这两种信息中选择一种，然后完全删除另一种。”以下是他们如何用薛定谔的猫来描述他们的工作。假设猫还在盒子里，我们不是通过观察里面来判断猫是死是活，而是在盒子外面安装了一台相机，以某种方式拍摄盒子里面的照片(这只是一个意识形态实验，请忽略这个相机在物理上不起作用的事实)。一旦拍摄了这样一张照片，相机就有两条信息:拍摄照片后猫的状态是如何变化的(研究人员称之为量子标记)，以及拍摄照片后猫是死是活。此时，所有这些信息都没有丢失。根据您选择如何“冲洗”这张照片，您可以获得其中一种信息。
霍夫曼在接受采访时说，这个过程就像扔硬币一样。你可以选择知道一枚硬币是否被翻转，或者硬币现在是正的还是负的，但是你不能两者都知道。更重要的是，如果你知道量子系统是如何变化的，并且假设这种变化是可逆的，那么就有可能恢复它的原始状态(就像你可以把硬币翻转回来一样)。霍夫曼说:“你总是先干扰系统，但有时你可以消除这种干扰。”。对薛定谔的猫来说，这意味着先拍照，但我们不是通过显影照片来清晰地看到猫的状态，而是通过某种“显影”方法将猫恢复到生死叠加的状态。换句话说，现在照片与猫的命运交织在一起。我们选择不同的方式来处理照片，然后我们将决定猫会发生什么。
重要的是，读取结果的选择需要在测量分辨率和干扰分辨率之间保持平衡，这两者是完全等同的。分辨率指的是从量子系统中提取出多少信息，而干涉指的是系统中发生了多少不可逆的变化。换句话说，你越了解猫的现状，你对它的改变就越不可逆转。霍夫曼说:“我发现最令人惊讶的是，消除干扰的能力与你观察到的信息量(或测量的物理量)直接相关。"这里的数学相当精确。"
澳大利亚国立大学的理论物理学家迈可·何没有参与这项研究。他说，尽管先前的研究指出了量子测量中分辨率和干涉之间的权衡，但本文是第一次量化这种精确关系。霍尔说:“据我所知，以前的研究结果中没有涉及到分辨率和干涉的精确方程。”。"这个结果使得本文的方法非常简洁."(任天)
