量子怪诞现象在2019年再次出现。一篇于6月发表在《自然》（Nature）杂志上的实验解决了困扰物理学家一个多世纪的激烈争论，同时也提出了新的问题。研究人员宣布，他们以前所未有的细节追踪了量子跃迁，表明不仅可以预测粒子何时可能跃迁，而且——奇怪的是——还可以在跃迁过程中将其逆转。
“量子物理学的故事比我们想象的要多，”物理学家Zlatko Minev说，他是IBM的研究科学家，在耶鲁大学时领导了这项实验。
量子跃迁的概念起源于1913年，当时丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出了革命性的观点：电子只在离散轨道或能级上绕原子核运行。玻尔假设，电子通过吸收或发射一个能量包（称为量子）从一个能级跃迁到另一个能级。粒子可以存在于一个能级或另一个能级，但绝不会存在于两者之间。根据这个观点，量子跃迁是瞬时且随机的。
其他物理学家反对粒子如此突然跃迁的观点。“[电子]如何在从未处于中间位置的情况下过渡？”Minev问道。为了探究跃迁中的奥秘，Minev和他的合作者使用了“人造原子”，这是一种可以有效模拟电子行为（包括量子跃迁）的实验装置。
量子态在直接测量时会发生变化，因此为了避免这个陷阱，Minev和他的团队转而观察一个替代物：系统在改变状态和能级时反射或吸收的光子水平。他们收集并分析了微秒尺度的数据，这使得他们能够寻找在更长时间间隔下不可见的行为。耶鲁大学物理学家、共同资深作者Michel Devoret将其比作看慢动作电影。“就像电影院一样，你可以看到在快速播放时看不到的东西。”
在如此精细的尺度下，量子跃迁看起来不像是一个突然的猛拉，而更像是一个从一个能态到另一个能态的平滑、连续的过渡。研究人员还注意到，系统在跃迁前发出了一个微妙的信号，并且通过精心校准的光脉冲，他们可以逆转已经在进行的跃迁。Minev表示，以这种方式操纵量子态可能对量子计算机的纠错有用。
实验证实，在量子跃迁过程中，粒子确实同时存在于两种状态。Minev说：“以典型的量子方式来说，玻尔既对又错。”
