麻省理工學院（MIT）研究人員的新研究，成功彌合理子物理與經典物理之間的鴻溝。這項工作證明，經典物理的數學概念可用以描述量子粒子常被視為詭異的「幽靈般」行為。儘管量子運算與感測應用正處於開發階段，量子領域仍有許多未知之處。在亞原子尺度，粒子行為與現實世界大相徑庭，科學家往往需制定全新理論來解釋。 MIT 非線性系統實驗室的 Winfried Lohmiller 與 Jean-Jacques Slotine 推導出一種新公式，能以經典物理原理得出與量子力學常用薛丁格方程相同的解答。
他們在多個量子情境中驗證此方法，包括雙縫實驗與量子穿隧效應。
雙縫實驗的量子奧秘
雙縫實驗是量子尺度非經典行為的經典範例：在金屬牆上開兩個狹縫，發射單一光子通過。經典物理預測，光子會穿過其中一縫抵達對側，但實驗觀察到交替明暗條紋。這源於量子現象，光子同時走多條路徑，穿過兩個縫孔後相互干涉，形成波狀條紋，顯示量子粒子如波般行為。著名物理學家 Richard Feynman 曾表示，解釋此現象需考慮光子所有可能路徑，從直線到曲折無限多條，違反經典平滑路徑。
MIT 研究人員的創新在於，他們察覺量子疊加讓光子走多路徑，若經典物理能納入此概念，便無需計算無限路徑。他們改用 Hamilton-Jacobi 方程，該方程指出物體從 A 點到 B 點遵循作用量最小的實際路徑，例如拋球時，作用量為動能與勢能差的時間總和。研究團隊在雙縫實驗中加入經典物理的密度概念，調整 Hamilton-Jacobi 方程，只需考慮兩個經典路徑，即可產生與薛丁格方程相符的波函數，精準預測光子路徑分佈。
Slotine 在新聞稿中表示：「我們證明，量子力學的薛丁格方程與經典物理的 Hamilton-Jacobi 方程在本質上相同，前提是適當計算密度。這是純數學結果，我們並非主張量子現象發生在經典尺度，而是可用簡單經典工具計算量子行為。」
