根據傳統觀點，一旦進行測量，疊加的量子物理狀態就會崩潰——著名的薛丁格貓思想實驗就說明了這一點。

但是，如果你稍微打開這隻貓的盒子，只看到它的尾巴，會發生什麼？

物理學家現在已經在量子實驗中檢查了這種不完整測量的後果。

薛丁格的貓是同時活著和死去的，只要它的狀況沒有通過打開盒子來檢查。

疊加是量子世界的典型現象：一個粒子可以同時呈現多種狀態。

只有在進行測量時，才會出現其中一種不可逆狀態——疊加崩潰。

與此類似的是著名的薛丁格貓的思想實驗：這隻動物坐在一個帶毒藥的鎖著的盒子裡，在你看之前處於生與死之間的狀態。

從量子密碼學的不可破解性到量子計算機的計算能力，疊加構成了眾多量子物理學應用的基礎。

還有多少「內觀」？

但是量子物理疊加到底有多脆弱？

測量的效果有多不可逆？

由韓國科學技術研究院 (KIST) 的 Seongjin Hong 領導的物理學家現在對此進行了更詳細的研究。

在他們的實驗中，他們使用了具有三種可能量子態的光子，即所謂的qutrit，作為「貓」 。

當這個光子處於疊加狀態時，該團隊對其不同大小的狀態進行了子測量。

目的是確定部分測量導致疊加崩潰的程度以及微小的干擾是否可能是可逆的。

應用於薛丁格的貓：他們只打開足夠寬的盒子看到貓的尾巴或後部，但看不到它的整體狀況。

然後，他們確定了通過這種所謂的弱測量獲得了多少信息，有多少信息疊加並因此保留了信息，有多少信息被不可逆轉地破壞了。

如果量子物理疊加只受到部分測量的干擾，能否恢復量子信息？

儘管進行了部分測量，覆蓋仍然存在

結果：事實上，如果測量結果很弱，覆蓋並不會完全崩潰。

取而代之的是，一部分信息保持不受干擾，而另一部分受到干擾但可以重新疊加。

然而，正如團隊發現的那樣，通過這種可逆的部分測量，轉移信息的程度至關重要。

「測量獲得的信息越多，疊加態受到的干擾就越多，這種干擾的可逆性就越小，」洪和他的同事解釋說。

「因為信息的各個部分是相互關聯的，同時影響所有三個。」

這意味著如果部分測量的範圍發生變化，仍然可以不受干擾或具有可逆干擾傳輸的部分信息也轉移。

不被注意的竊聽不起作用

然而，該實驗也證實，通過第三方測量秘密「竊聽」量子信息是不可能不被發現的。

因為為了提取可用信息，數據竊賊必須擴大部分測量範圍，以至於覆蓋層會崩潰——這會被合法的接收者注意到。

同時被讀出和恢復的未受干擾的量子信息部分

研究人員表示：「即使與量子空間中的弱測量相比，這也增強了量子密碼學的安全性。」

同時，他們的發現可能有助於優化量子通信。

參考資料：

（物理評論快報，2022；doi:10.1103/PhysRevLett.128.050401）