قطة شرودنغر بحجم كف اليد سريع

الأصل: "Generation of Large Coherent-State Superpositions in Free-Space Optical Pulses"
arXiv:2601.09672 · 2026-01-14 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
فيزيائيون يصنعون «قطة» من فوتونات مفردة يمكن رؤيتها على الشاشة.

📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.

قطة شرودنغر عادة ما تختبئ في التجارب الفكرية — حية وميتة في آن واحد. لكن هذه المرة تم التقاطها في المختبر: جُعلت نبضة ضوئية في حالتين متعارضتين في الوقت نفسه، مثل عملة معلقة في الهواء بين الوجه والكتابة معًا.

لتحقيق ذلك، أُخذ فوتونان مفردان — جسيمات ضوء يمكن عدّها واحدة واحدة، مثل التفاح في سلة. كان أحدهما «مفردًا» والآخر «مزدوجًا». خُلطا على مرآة نصف شفافة، تسمح بمرور الضوء أو تعكسه بشكل عشوائي. وعندما ومضت الإشارة المطلوبة عند الخرج، كانت النبضة في حالة «القطة» — مزيج من موجتين متعارضتين.

هذه «القطة» أكبر بثلاث مرات من كل ما حُصل عليه سابقًا: إذا كانت العملة سابقًا ترتجف قرب راحة اليد، فهي الآن ارتفعت إلى مستوى المرفق.

لماذا هذا مهم؟ الحواسيب الكمية تخطئ بسبب أدنى ضجيج، مثل أوركسترا تختل بسبب سعلة في القاعة. حالات «القطة» هي أساس أكواد تتيح رصد الخطأ وتصحيحه دون تدمير الحساب. الآن يمكن صنع مثل هذه «القطط» كبيرة الحجم وتكرارها مرات عديدة.

العملة المعلقة في الهواء أخيرًا لم تعد مجرد صورة ذهنية، بل أداة عمل فعلية.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2601.09672

The generation of non-Gaussian quantum states is a key requirement for universal continuous-variable quantum information processing. We report the experimental generation of large-amplitude squeezed coherent-state superpositions (squeezed cat states) on free-space optical pulses, reaching an amplitude of $$\alpha = 2.47$$, which, to our knowledge, exceeds all previously reported values. Our protocol relies on the controlled mixing of the Fock states $$|1\rangle$$ and $$|2\rangle$$ through a tunable beam splitter, followed by heralding via homodyne detection. The resulting state displays three well-resolved negative regions in its Wigner function and achieves a fidelity of $$0.53$$ with the target state $$\propto \hat{S}(z)(|\alpha\rangle - |-\alpha\rangle)$$, with $$\alpha = 2.47$$ and squeezing parameter $$z = 0.56$$. These results constitute a significant milestone for temporal breeding protocols and for the iterative generation of optical GKP states, opening new perspectives for scalable and fault-tolerant photonic quantum architectures.

الـ«قطة» الناتجة كبيرة جدًا لدرجة أن مناطقها السالبة على خريطة خاصة (دالة فيغنر) يمكن رؤيتها بدون مجهر — تظهر كثلاثة انخفاضات واضحة.

العلماء
David DeutschErwin SchrödingerJohn Stewart BellLouis de BroglieLov GroverPaul Benioff
المفاهيم
حالات غاوسية الحالة المترابطة التراكب الحالة المضغوطة توليد الضوء الكمومي فضاء فوك تراكب عياني دالة فيغنر (Wigner function) اقتران طور وسعة تذبذب الدماغ مضاعفة التردد توليد زوج فوتونات تزامن كمومي حالة قطة شرودنغر