物理学家发现了一种不用看物体就能“看到”物体的新方法：

通常，要测量一个对象，我们必须以某种方式与其交互。无论是通过戳戳还是戳戳、声波回声还是光雨，如果不触摸就几乎不可能看到。

在量子物理学的世界中，这条规则有一些例外.

芬兰阿尔托大学的研究人员提出了一种无需吸收和重新发射任何光波即可“看到”微波脉冲的方法。这是一个特殊的无相互作用测量的例子，在这种测量中，观察到的东西不会受到中介粒子的干扰。

“看而不触”的基本概念并不新鲜。物理学家已经表明，可以利用光的波状性质来探索空间，而无需通过不同的路径分裂整齐排列的光波，然后比较它们的行程，而不会引发其类粒子行为。

代替激光和镜子，该团队使用了微波和半导体，使其成为一项单独的成就。设置我们编辑了所谓的 transmon 设备，用于检测脉冲进入腔室的电磁波。

虽然按照量子标准，这些设备相对较大，但这些设备使用超导电路在多个层面上模拟单个粒子的量子行为。

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研究人员在他们发表的论文中写道：“无相互作用测量是一种基本的量子效应，通过这种效应可以确定光敏物体的存在，而无需吸收不可逆的光子。”

“在这里，我们提出相干无相互作用检测的概念，并使用三能级超导 transmon 电路通过实验证明它。”

该团队依赖于他们定制系统产生的量子相干性——物体占据两个不同位置的能力同时状态，如薛定谔的猫 – 为了使复杂的设置成功。

“我们必须使这个概念适应超导设备可用的不同实验工具，”量子 p来自芬兰阿尔托大学的物理学家 Gheorghe Sorin Paraoanu。

“因此，我们还必须以一种关键的方式改变标准的无交互协议：我们通过使用更高的能量添加了另一层量子性transmon 的水平。然后，我们使用由此产生的三能级系统的量子相干性作为资源。”

团队进行的实验得到了理论模型的支持，证实了结果。这是科学家所说的量子优势的一个例子，量子设备超越经典设备的能力。

在量子物理学的微妙环境中，触摸事物类似于破坏它们。没有什么比现实的紧缩更能破坏概率的整洁波浪了。对于检测需要更轻柔触摸的情况，替代的传感方法（例如这种方法）可能会派上用场。

可以应用该协议的领域包括量子计算、光学成像、噪声检测和加密图形键分布。在每种情况下，相关系统的效率都会得到显着提高。

“在量子计算中，我们的方法可用于诊断某些存储元件中的微波光子状态，”Paraoanu 说。 “这可以被视为一种在不干扰量子处理器功能的情况下提取信息的高效方法。”

该研究已发表在 Nature Communications 上。