看过童话《爱丽丝梦游仙境》的人都会记住那只著名的形象——柴郡猫，它以其独特的咧嘴笑为特色。在经典世界中，每个物体都有其固定的属性，比如质量、体积等，这些属性与其本体是紧密相连的。在神秘的量子世界里，情况却有所不同。
近期，科学技术大学的一项最新研究成果揭示了量子世界中物质与其物理属性的关系具有更加灵活多变的特点。就像童话中的柴郡猫，在量子世界里，物体的属性（如笑脸）可以从其本体上剥离出来，甚至可以被另一只“柴郡猫”捕获和交换。这一现象被形象地称为“量子柴郡猫”。
这一重大发现来自于国际学术期刊《自然·通讯》发表的研究成果。这项成果引起了社会的广泛关注，针对大家关心的问题，科研团队接受了重新采访。
为了揭示“量子柴郡猫”笑脸的交换过程，科研团队采用了被称为量子弱测量的技术。弱测量是一种相对于标准量子力学中的强测量而言的测量手段。在强测量中，对微观量子系统的波函数进行强测量会导致系统波函数的随机坍缩，这个过程会不可避免地量子系统的状态。
在量子弱测量中，系统和探针之间的相互作用非常微弱，不会系统的量子状态。这个概念在量子力学中虽然古老，但直到亚基尔·阿哈罗诺夫等科学家提出弱值的概念后，才开始受到广泛关注。弱值是由前选择态和后选择态共同决定的，可以远超过本征值的范围，甚至可以取复数值。
在最初的研究中，亚基尔·阿哈罗诺夫等人将光子视为“量子柴郡猫”，并将其自旋（偏振）视为其笑脸。整个系统由一个干涉仪构成，其中光子在经过分束镜后可以选择不同的路径。通过实施两组所谓的弱测量来揭示光子本体和其属性的分离，其中一组用于测量光子本体的位置，另一组则用于测量其自旋状态。
实验结果正如亚基尔·阿哈罗诺夫等人所的那样，“量子柴郡猫”的笑脸和本体可以在干涉仪中被分开。来自奥地利维也纳科技大学的实验物理学家和中科院的研究团队合作进行了一系列实验验证，均观察到了这一奇特现象。不仅如此，“量子柴郡猫”的独特特性还在于两个光子偏振的无接触交换成为可能。这种交换涉及到对多体量子系统弱值提取的难题。科研团队通过一系列复杂的实验步骤实现了这一交换，揭示了量子世界的神奇之处。这一研究成果展示了量子世界中物质与其属性的灵活多变的关系，对理解量子力学基础问题具有重要推动作用。它不仅帮助我们理解微观粒子的性质在接受测量之前是否具有实在性，也为进一步探索量子世界的奥秘提供了有力支持。
