南乌拉尔州立大学 信用:SUSUSU 南乌拉尔州立大学自然科学和数学研究所的一组年轻科学家，在物理学家和数学家谢尔盖·波多什韦多夫教授的指导下，提出了一种非经典光状态的算法生成器，代表了一种振幅非常大的“薛定谔猫态”
该算法在利用激光源的光场量子耦合和量子计算中起着重要作用
这项工作的结果已经发表在《科学报告》上
猫是死了还是活着？ 研究人员一直在积极研究量子力学的各个领域
其中之一包括产生光的非经典态的想法
研究人员考虑了必须创造什么条件才能进行量子信息传输，并确定了在现实中创造这种条件的可能性
从基本观点(即
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无论是否可能)，并且从应用的角度来看，因为光信号能够使用纠缠粒子传输量子信息
苏苏大学的科学家提出了一种算法来创造一种光子处于薛定谔猫态的光状态
1935年，奥地利物理学家埃尔温·薛定谔，量子力学的第一批研究者之一，提出了一个著名的思想实验，涉及一只关在房间里的猫
它的寿命取决于放射性原子的衰变；如果原子衰变，一个继电器激活并释放一个锤子，打碎一瓶毒药，猫中毒；如果原子不衰变，猫仍然活着
一旦腔室打开，观察者只能看到两种状态中的一种:原子核衰变了，猫死了，或者原子核没有衰变，猫活着
在它发生之前，这只假想的猫既死又活
薛定谔的插图描述了量子物理的主要悖论:粒子，如电子、光子甚至原子，可以同时以两种状态存在
利用基本粒子为量子计算机创造光学元件是一个很有前途的方向
然而，最有可能的是，量子计算机将基于几个物理系统进行设计，包括光学量子位的使用
在量子计算中，薛定谔的猫态是一种特殊的量子比特纠缠(耦合)态，在这种状态下，它们都处于全0和全1的相等叠加中
“量子位会受到周围环境的影响，因此需要可靠的计算系统
所有这些都对任何基于量子位的物理系统，以及将量子位的输入状态转换成输出状态的量子门提出了非常严格的要求
不同的物理系统可以用于不同的量子协议
德米特里·库茨解释说:“特别是，由于光具有最大可能的传播速度，并且与周围嘈杂的环境相互作用微弱，所以在开发量子计算机的可能配置时，光学系统被放在原子系统旁边。”
叠加条件使得量子计算机无比强大
但这大大增加了计算的复杂性
量子位不能简单地维持它们的状态；他们还必须相互交流
当考虑到数十或数百个量子比特之间的相互作用时，情况变得更加复杂
实现目标的新步骤 科学家们打算进行实验，创造出一种独立于初始条件的确定的纠缠光源
按需创建纠缠源是所有量子协议实际实现的关键要素，包括创建量子计算机
量子计算的前景是有效地实现棘手的算法，以执行诸如从数百万个选项中快速选择正确的解决方案，或者搜索未排序的数据等功能，而这些功能是根据经典定律运行的计算机无法有效执行的
但是为了实现一台工作的量子计算机，必须有效地执行一组多用途的确定操作和一大组量子位
量子位可能状态的多样性显著增加了它的容量，因此也增加了计算机的潜在计算能力
“通常，研究人员进行的实验在实践中只能实现非常有限数量的有用状态
所需量子态的按需实现是量子态和大量各种量子协议运行的关键
从本质上来说，量子计算机本身就是所需输出状态的发生器，通过测量可以从中提取信息
同样的情况也可能发生在，例如，未知状态的量子隐形传态协议，或者，比如说，量子互联网
任何进展，无论是量子工程中的新机制还是新算法，都将使人类更接近于实现高效的量子计算机，并试图超越物理世界的界限，”谢尔盖·波多什韦多夫说
尽管已经提出了多种光学量子计算机的方法，但没有一种是完全令人满意的；现有的提议相当复杂，或者在应用上受到限制
例如，简单逻辑操作的实现将需要不可接受的大量附加操作
因此，有效地利用光资源、相互作用机制和合适的状态仍然是一个未解决的问题
态的量子工程仍然是信息量子处理的一个未解决的问题
薛定谔的猫态可以让研究人员减少信息量子处理过程中的损失，并且可以在任何大振幅的环境中产生
然而，在使用它们时会出现一些问题
例如，这些状态必须是稳定的，量子操作必须非常快速地执行
全世界的科学家都在努力解决这些问题
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