老薛家的猫长到20斤了！我国科学家成功制备20量子比特的薛定谔猫态。最近，中国科学家们在量子信息领域叕做出重磅科研成果：来自浙江大学、中科院物理研究所等单位的科研人员，基于超导量子计算系统，成功制备出20个量子比特纠缠构成的“薛定谔猫”态。这一成果发表在最新一期（2019年8月9日）的国际顶级期刊Science（科学）上。
与这一工作一同发表的还有哈佛大学的Mikhail Lukin团队在里德堡原子系统中制备出20个原子GHZ（Greenberger-Horne-Zeilinger）态的工作。两项工作，不同的体系，数量相当，都是“薛定谔猫”态，足见学术界对这一工作的重视。
既然是一个关于撸猫的故事，那就应该从这只猫讲起。老薛家的猫是一只诡异的猫，一只可怜的猫，一只被世人讨论近百年，还将继续讨论下去的猫。这只猫来源于量子力学创始人之一——薛定谔的一个假想实验。众所周知，薛定谔对量子力学最大的贡献是推出了著名的薛定谔方程，这一方程能够准确推导出氢原子能谱等诸多量子力学问题的解，同时又保持了传统物理学的优雅特性——一个连续的微分方程。
如果要给薛定谔的猫态下个定义，它是宏观数量的粒子相干态的叠加态。宏观数量自然是一个很大的数量，比如说我们眼前所见的任何物品，哪怕小到一粒PM2.5粒子，都包含了极大数量的微观粒子，20个，相对于宏观来说简直少的可怜（一滴水中包含的水分子数在1020量级），不过这是科学家在实验室内能够制备出的包含最多粒子数的薛定谔猫态了。从这个角度讲，这只薛定谔的肥猫其实不肥。
我国科学家是在一个超导量子系统中完成的薛定谔猫态制备，由于超导量子比特本身是一个宏观量子比特，我认为其物理意义相比哈佛团队在自然原子中的结果更大——尽管其GHZ态的数量少于哈佛的里德堡原子系统，保真度也略低一些。我们再来说说这个工作为什么能发顶刊。构造20个量子比特的薛定谔猫态需要用到20个超导量子比特和一个能将所有量子比特耦合在一起的谐振腔。