既然已经有那么多量子计算机问世，为什么还没有人用量子比特而不是不透明物体来重复 Kwiat 等人 1999 年的量子芝诺实验呢？
为什么不用条件相位门（或色散读出）呢？ 通过从不透明物体（阻挡/吸收）切换到双折射物体（改变相位），我们可以从“生存测试”（芝诺）转向“干涉测试”，后者对退相干性更加稳健。 1. 转折点：从“墙”到“镜头” 在最初的 Kwiat/Zeno 实验中，“炸弹”（观察者 $P$）充当了一堵墙： 作用机制：它要么阻止光子（吸收），要么让光子通过。 问题：要证明物体处于叠加态，需要光子多次穿越“危险区域”（$N \to \infty$）。任何缺陷都会导致损耗，这与坍缩现象类似。 为什么不把“炸弹”换成双折射透镜呢？ 机制：该物体允许光子以两种状态通过，但会根据物体的状态，给光子“标记”特定的相移或偏振旋转。 如果物体是 $|\uparrow\rangle$：光子以相位 $+\phi$ 通过。 如果物体是 $|\downarrow\rangle$：光子以相位 $-\phi$ 通过。 结果：光子永远不会被阻挡。它总是能穿过，系统会变得纠缠而不是冻结。 2.克服工程挑战 A. 解决“低 N”问题（单次求解法） 芝诺效应需要大约 20-100 个循环才能“冻结”状态。在双折射装置中，只需要 N=1（一次循环）。 你不需要冻结物体的演化过程；你只需要与之关联即可。 只要光子发生一次相互作用，它就能携带相位信息。这使得实验时间从微秒级缩短到纳秒级，从而克服了“退相干时钟”的限制。 B. 解决“低交互”（弱测量）问题 在芝诺实验中，如果“炸弹”只有50%不透明，实验就会失败。而在这个实验中，如果相互作用很弱（例如，相位偏移很小，比如10°），实验仍然可以成功。 干涉测量法：将输出光子与参考光束混合。即使是微小的相位偏移也会在干涉图样中产生可检测的变化。 弱相互作用：通过多次重复实验，即使相互作用很弱，也可以统计上区分叠加态的干涉图样与经典混合态的干涉图样。 C. 解决“低Eta”问题（先导策略） 这是最关键的部分。我们能否“在探测器发出咔嗒声的情况下，仍然高置信度地恢复信息”？ 解决方案：我们使用先驱检测（后选择）技术。我们将检测器放置在路径的末端，并且只分析检测器实际点击的数据。 结果：如果幸存的光子显示出与量子比特相关的干涉条纹，我们就证明了——对于这些特定事件——叠加态仍然完好无损。 需要注意的是：这或许能让很多人满意，但并不能“彻底证明”RQM的正确性，也无法让顽固的怀疑论者信服。怀疑论者仍然可以指出探测上的漏洞：“坍缩确实发生了！它发生在50%丢失的光子中（低η值）。你只向我展示了幸存下来的光子。” 要彻底堵上这个漏洞，我们仍然需要很高的效率（η > 82%），但双折射装置比芝诺装置更有可能实现这一点，因为光穿过透明晶体的损耗本质上比光在镜面上反射的损耗要小。 3. 具体实验配置 为了实现这一概念，我们不会使用传统意义上的“极化器”，而是会使用电路量子电动力学（超导量子比特），它是实现此类“介观叠加”的首选方案。 设定： 观察者（$P$）：微波腔内的 Transmon 量子比特（肉眼可见的人工原子）。 我们将其制备成叠加态：$\frac{1}{\sqrt{2}}(|g\rangle + |e\rangle)$。 系统（$S$）：微波光子脉冲。 双折射（色散位移）：我们将腔体调谐到色散状态。 如果量子比特是 $|g\rangle$，则腔体实际上具有“折射率 A”。 如果量子比特是 $|e\rangle$，则腔的折射率为“B”。 探测器： 关键更正：您提到将探测器放置在“物体位置”。这样做会破坏叠加原理。因此，我们将探测器放置在空腔之后。 我们测量反射光子的相位（零差检测），然后测量量子比特的状态。 平反： 我们寻找光子相位和量子比特状态之间的贝尔关联。如果我们观察到这些关联，就证明了当光子撞击量子比特时，量子比特并没有“坍缩”到经典状态；相反，它与光子进入了纠缠叠加态。 从技术上讲，这个实验在今天是可行的，并且是罗韦利设想的“复杂实验”的最佳候选者。