في المختبر يقف ليزر يطلق نبضة ضوء أقصر من جزء من مليار من الثانية. هذه النبضة ليست عادية: إنها مصنوعة من «فراغ مضغوط»، وهو حالة كمومية يكون فيها الضجيج في خاصية من خصائص الضوء مكبوتًا وفي خاصية أخرى معززًا. يحمل هذا الضوء ما يصل إلى عشرة تريليونات فوتون في نمط واحد، وتظهر طبيعته الكمومية لا في سطوعه بل في تراكب دقيق لحقول ممكنة. أما المادة التي تُوجَّه إليها النبضة فيجب أن تنتقل خلال هذه اللحظات إلى حالة تتطلب عادة تحضيرًا طويلًا وحذرًا.
طويلًا بدا أن الضوء وحده لا يكفي: فبعد التفاعل تصبح المادة في مزيج كلاسيكي من الحالات، كأن الأنماط الكمومية قد تلاشت. والسبب هو التشابك بين الضوء والمادة: فكل نتيجة ممكنة للحقل تترك أثرها، ومن دون معلومة إضافية تتجمع هذه الآثار في شيء وسط لا يحمل الوضوح الكمومي. لكن إذا أُجري بعد مرور الضوء قياس واحد لـ«رباعيته»، أي لمكوّن واحد من مكونات المجال الكهربائي، تتغير الصورة. تعمل نتيجة القياس كمرشح ينتقي من المزيج الحالات المادية التي تتوافق مع القيمة المرصودة فقط.
هذا الانتقاء ليس اعتباطيًا. فبالنسبة إلى مجموعة من الأنظمة ثنائية المستوى (مثل ذرات ذات مستويين للطاقة) يعمل كمرشح غاوسي على الاستقطاب الكهربائي: وأكثر ما يُنتقى هي الحالة ذات الاستقطاب الصفري، المعروفة بحالة ديكي. وفيها «تنظر» جميع الجسيمات جماعيًا في اتجاه واحد، ما يمنح حساسية للمؤثرات الخارجية تنمو كمربع عدد الجسيمات. وتصل معلومة فيشر الكمومية، وهي مقياس هذه الحساسية، إلى القيمة N²/2+1، ما يشير إلى تشابك ماكروسكوبي.
ثم تدخل في اللعبة الحدود المضادة للدوران في التفاعل. فهي تُحدث انتقالًا ستروبوسكوبيًا: تتحول حالة ديكي إلى حالة شبيهة بحالة القط، أي تراكب حالتين متمايزتين ماكروسكوبيًا، كما في قطة شرودنغر الشهيرة، إلا أن مكان القط الحيّ والميت هنا اتجاهان متعاكسان للاستقطاب. ويُحدَّد زمن التحضير بمقلوب شدة المجال الفعّالة، وعند معاملات واقعية يهبط إلى نطاق الأتوثانية، أي أجزاء من الألف من الفيمتوثانية.
لنعد إلى الليزر في المختبر. فننبضته ليست مجرد وميض ساطع، بل أداة تقتطع من الضجيج الكمومي النمط المطلوب في مرور واحد وقياس واحد. ويمكن استخدام هذا النمط في مستشعرات تتحسس تغيرات المجال المغناطيسي أو الجاذبية بدقة تفوق ما يسمح به الحد العادي. ويحدث كل ذلك أسرع مما تفقد فيه المادة تماسكها الكمومي بفعل التفاعل مع المحيط.
قد يحتوي الفراغ المضغوط الساطع على ما يصل إلى $10^{13}$ فوتونًا في نمط واحد، وهو ما يقارب عدد النجوم في مجرة صغيرة. ومع ذلك تظهر طبيعته الكمومية في تراكب حالات مترابطة، لا في الضجيج فحسب.
تتناغم فكرة التراكب الكمومي العياني مع قطة شرودنغر، كما أن تكوين حالات شبيهة بحالة القط في المادة يذكّر بحكايات الحواسيب الكمومية حيث تُستخدم هذه الحالات في الحساب.