埃爾溫·薛定諤
要了解薛定諤的貓，首先來了解一下薛定諤。埃爾溫·薛定諤（Erwin Schrödinger，1887~1961），奧地利物理學家，量子力學奠基人之一。因發展了原子理論，他和狄拉克（Paul Dirac）共獲1933年諾貝爾物理學獎。
埃爾溫·薛定諤
薛定諤貓
“薛定諤貓”就是薛定諤提出的一個思想實驗，通俗的講“薛定諤貓”假設了這樣一種情況：將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率，如果鐳發生衰變，會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子，貓就會死；如果鐳不發生衰變，貓就存活。根據量子力學理論，由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加，貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。即死有活的貓的狀態，就被稱為“薛定諤貓態”。
薛定諤貓示意圖
“薛定諤貓”的意義
“薛定諤貓”這個思想實驗的意義：根據量子力學理論，物質在微觀尺度上存在兩種完全相反狀態並存的奇特狀況，這被稱為有效的相干疊加態。由大量微觀粒子組成的宏觀世界是否也遵循量子疊加原理？薛定諤為此在1935年提出了上述著名的“薛定諤的貓”佯謬。顯然，既死又活的貓是荒謬的。薛定諤想要藉此闡述的物理問題是：宏觀世界是否也遵從適用於微觀尺度的量子疊加原理。“薛定諤貓”佯謬巧妙地把微觀放射源和宏觀的貓聯繫起來，旨在否定宏觀世界存在量子疊加態。然而隨著量子力學的發展，科學家已先後通過各種方案獲得了宏觀量子疊加態。
原子結構
宏觀量子疊加態最新實驗
美國國家標準和技術研究所的萊布弗裡特等人在最新一期《自然》雜誌上稱，他們已實現擁有粒子較多而且持續時間最長的“薛定諤貓”態。實驗中，研究人員將鈹離子每隔若干微米“固定”在電磁場阱中，然後用激光使鈹離子冷卻到接近絕對零度，並分三步操縱這些離子的運動。為了讓儘可能多的粒子在儘可能長的時間裡實現“薛定諤貓”態，研究人員一方面提高激光的冷卻效率，另一方面使電磁場阱儘可能多地吸收離子振動發出的熱量。最終，他們使6個鈹離子在50微秒內同時順時針自旋和逆時針自旋，實現了兩種相反量子態的等量疊加糾纏，也就是“薛定諤貓”態。
激光製冷