量子鸽巢效应的 NMR 研究

基于核自旋系统并由 NMR 技术控制的量子模拟器已被用于研究各种量子现象。在这项工作中，我们使用四量子比特 NMR 量子模拟器，研究了最近提出的量子鸽巢效应。在数学中，鸽巢效应描述为一组三个物体仅分配给两个容器。经典地，人们会期望至少一个容器容纳多于一个物体。然而，最近预测存在这样的量子情形：三个量子粒子似乎驻留在两个容器中，使得没有任何两个粒子可以同时被分配到一个容器。在我们的实验中，量子鸽由三个核量子比特模拟，其状态由一个辅助自旋进行联合且无侵入式的探测。量子比特态 $\{\ket{0}$, $\ket{1}\}$ 模拟每个量子比特可用的两个容器。实验结果与量子理论预测吻合良好。