Фізікі ўпершыню стварылі новага «ката Шрэдынгера»

Гэта адзін з самых вядомых і загадкавых эфектаў квантавай механікі.

Фізікі з Оксфардскага ўніверсітэта стварылі новы тып квантавай суперпазіцыі — стан, у якім аб’ект адначасова знаходзіцца ў некалькіх квантавых станах. Распрацоўка можа дапамагчы ў стварэнні больш устойлівых квантавых камп’ютараў і наблізіць навукоўцаў да разумення мяжы паміж квантавым і звыклым макраскапічным светам. Праца апублікавана ў часопісе Physical Review X (PRX).

Квантавая суперпазіцыя — адзін з самых вядомых і загадкавых эфектаў квантавай механікі. Менавіта на ёй грунтуецца знакаміты мысленны эксперымент з катом Шрэдынгера, які да моманту назірання лічыцца адначасова жывым і мёртвым.

У сучасных лабараторыях падобныя станы ўжо даўно ствараюць для атамаў, фотанаў і іншых квантавых аб’ектаў. Яны ляжаць у аснове працы квантавых камп’ютараў, дзе квантавы біт — кубіт — можа адначасова прадстаўляць значэнні 0 і 1.

Аднак даследчыкі з Оксфарда вырашылі выйсці за межы традыцыйных кубітаў. Замест простых двухузроўневых сістэм яны выкарысталі квантавы гарманічны асцылатар — сістэму, якая здольная займаць мноства энергетычных станаў адначасова.

Эксперымент быў праведзены з адзіночным іёнам, утрымліваным у спецыяльнай пастцы. Унутраны стан часціцы выконваў ролю кубіта, а яе рух выкарыстоўваўся як квантавы асцылатар. Дзякуючы гэтаму навукоўцы змаглі ствараць значна больш складаныя квантавыя станы.

«Гэты падыход даў нам інструмент, які дазваляе літаральна «ляпіць» квантавыя суперпазіцыі амаль любой формы», — адзначыў вядучы аўтар работы Себасцьян Санер.

Навукоўцы атрымалі магчымасць гнутка змяняць памер, арыентацыю і ўзаемнае размяшчэнне асобных кампанентаў суперпазіцыі. Аналіз паказаў наяўнасць характэрных інтэрферэнцыйных узораў і абласцей так званай адмоўнасці функцыі Вігнера — аднаго з галоўных прыкмет таго, што стан нельга апісаць класічнай фізікай.

Паводле аўтараў працы, такія станы могуць аказацца карыснымі для стварэння новых архітэктур квантавых камп’ютараў. Яны патэнцыйна валодаюць большай устойлівасцю да памылак і дазваляюць выкарыстоўваць больш эфектыўныя метады карэкцыі збояў.

Акрамя таго, распрацоўка дае фізікам новую эксперыментальную платформу для вывучэння фундаментальнага пытання: дзе праходзіць мяжа паміж звыклым класічным светам і квантавай рэальнасцю, у якой аб’екты здольныя існаваць адразу ў некалькіх станах адначасова.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]