既然已經有這麼多量子電腦問世，為什麼還沒有人用量子位元而不是不透明物體來重複 Kwiat 等人 1999 年的量子芝諾實驗呢？
為什麼不用條件相位門（或色散讀出）呢？ 透過從不透明物體（阻擋/吸收）切換到雙折射物體（改變相位），我們可以從“生存測試”（芝諾）轉向“干涉測試”，後者對退相干性更加穩健。 1. 轉折點：從“牆”到“鏡頭” 在最初的 Kwiat/Zeno 實驗中，「炸彈」（觀察者 $P$）充當了一堵牆： 作用機制：它要麼阻止光子（吸收），要麼讓光子通過。 問題：要證明物體處於疊加態，需要光子多次穿越「危險區域」（$N \to \infty$）。任何缺陷都會導致損耗，這與坍縮現象類似。 為什麼不把「炸彈」換成雙折射透鏡呢？ 機制：該物體允許光子以兩種狀態通過，但會根據物體的狀態，給予光子「標記」特定的相移或偏振旋轉。 如果物體是 $|\uparrow\rangle$：光子以相位 $+\phi$ 通過。 如果物體是 $|\downarrow\rangle$：光子以相位 $-\phi$ 通過。 結果：光子永遠不會被阻擋。它總是能穿過，系統會變得糾纏而不是凍結。 2.克服工程挑戰 A. 解「低 N」問題（單次解法） 芝諾效應需要大約 20-100 個循環才能「凍結」狀態。在雙折射裝置中，只需要 N=1（一次循環）。 你不需要凍結物體的演化過程；你只需要與之關聯。 只要光子發生一次相互作用，它就能攜帶相位資訊。這使得實驗時間從微秒級縮短到奈秒級，從而克服了「退相干時鐘」的限制。 B. 解決「低交互」（弱測量）問題 在芝諾實驗中，如果「炸彈」只有50%不透明，實驗就會失敗。而在這個實驗中，如果交互作用很弱（例如，相位偏移很小，例如10°），實驗仍然可以成功。 干涉測量法：將輸出光子與參考光束混合。即使是微小的相位偏移也會在干涉圖樣中產生可偵測的變化。 弱相互作用：透過多次重複實驗，即使交互作用很弱，也可以統計上區分疊加態的干涉圖樣與經典混合態的干涉圖樣。 C. 解決「低Eta」問題（先導策略） 這是最關鍵的部分。我們能否「在探測器發出咔嗒聲的情況下，仍然高置信度地恢復訊息」？ 解決方案：我們使用先驅檢測（後選擇）技術。我們將偵測器放置在路徑的末端，並且只分析偵測器實際點擊的資料。 結果：如果倖存的光子顯示出與量子位元相關的干涉條紋，我們就證明了——對於這些特定事件——疊加態仍然完好無損。 要注意的是：這或許能讓很多人滿意，但並不能「徹底證明」RQM的正確性，也無法讓頑固的懷疑論者信服。懷疑論者仍然可以指出探測上的漏洞：「坍縮確實發生了！它發生在50%丟失的光子中（低η值）。你只向我展示了倖存下來的光子。」 要徹底堵上這個漏洞，我們仍然需要很高的效率（η > 82%），但雙折射裝置比芝諾裝置更有可能實現這一點，因為光鏡要穿過透明鏡面的光電鏡光損耗在透明光鏡面上的光體積上。 3. 具體實驗配置 為了實現這一概念，我們不會使用傳統意義上的“極化器”，而是使用電路量子電動力學（超導量子位元），它是實現此類“介觀疊加”的首選方案。 設定： 觀察者（$P$）：微波腔內的 Transmon 量子位元（肉眼可見的人工原子）。 我們將其製備成疊加態：$\frac{1}{\sqrt{2}}(|g\rangle + |e\rangle)$。 系統（$S$）：微波光子脈衝。 雙折射（色散位移）：我們將腔體調諧到色散狀態。 如果量子位元是 $|g\rangle$，則腔體實際上具有「折射率 A」。 如果量子位元是 $|e\rangle$，則腔的折射率為「B」。 探測器： 關鍵更正：您提到將探測器放置在「物件位置」。這樣做會破壞疊加原理。因此，我們將探測器放置在空腔之後。 我們測量反射光子的相位（零差檢測），然後測量量子位元的狀態。 平反： 我們尋找光子相位和量子位元狀態之間的貝爾關聯。如果我們觀察到這些關聯，就證明了當光子撞擊量子位元時，量子位元並沒有「坍縮」到經典狀態；相反，它與光子進入了糾纏疊加態。 從技術上講，這個實驗在今天是可行的，並且是羅韋利設想的「複雜實驗」的最佳候選者。