Вероятно е, че сте чували за парадокса на котката на Шрьодингер. Говорим за хипотетична котка вътре в кутия, която е едновременно в две състояния - жива и мъртва - докато не отворим кутията, за да я погледнем. Това е така наречената квантова суперпозиция. Така физиците от Йейлския университет измислиха как да съхраняват и двете състояния на котка в две кутии наведнъж. Учените споделиха работата си на страниците на списание Science.
Технически погледнато, няма котка. Говорим за така нареченото "котешко състояние", ролята на което играят две (или повече) частици, които са едновременно в две различни състояния. В продължение на десетилетия котката на Шрьодингер беше просто хипотетичен експеримент, но през 2005 г. Националният институт за стандарти и технологии на САЩ всъщност успешно създаде истинско „котешко състояние“в лабораторни условия. За да направят това, те използваха шест атома в „състояние на въртене“и в „състояние на въртене“. За да го разберете по-лесно, представете си часовник, който върви по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка едновременно. Оттогава техните експерименти със "котешки състояния" се провеждат с фотони.
Физиците от Йейлския университет от своя страна успяха да достигнат ново ниво. Те не само използваха фотони в квантова суперпозиция на състояния, но и ги оплитат. Тоест, с други думи, те постигнаха, че когато състоянието на един фотон се промени, състоянието на друг фотон ще се промени, дори ако те са разделени един от друг. Трябва да се отбележи, че това е един от най-сложните, объркващи и причудливи аспекти на квантовата механика. Веднъж Алберт Айнщайн нарече всичко това „зловещо действие на разстояние“.
"Имаме две малки и прости котки на Шрьодингер, както в кутиите си, така и в състояние на заплитане."
За да създадат богатството, учените изградили малка камера с две отделни алуминиеви кухини. Микровълновите фотони, поставени вътре, започнаха да удрят стените на кухините и благодарение на това учените успяха да ги комбинират с изкуствен атом на свръхпроводящ сапфир. Резултатът е два вида живи / мъртви котки, направени от микровълнова светлина и са в две различни кутии едновременно.
„Имаме голяма и умна котка. Това не остава в едно поле, тъй като квантовото състояние е разделено между две кухини и не може да бъде описано отделно “, казва водещият автор на изследването Чен Ванг.
"Можете също така да помислите за алтернативата, при която две малки и прости котки на Шрьодингер, всяка от тях в своята кутия, са в объркано състояние."
Изследвания като това са много важни за бъдещето на квантовите изчисления. За разлика от класическите компютри, които използват битове, които са нули и такива, квантовите компютри съхраняват информация в така наречените кубити. Кубитите от своя страна могат да бъдат в две състояния наведнъж - нула и едно - точно както котката на Шрьодингер може да бъде едновременно в състояния „живи“и „мъртви“, стига никой да не ги наблюдава. Можем да кажем, че състоянието на суперпозиция е много крехко. Следователно квантовата информация трябва да бъде предпазена от всякакъв вид шум в околната среда. В крайна сметка, най-малката намеса - например един фотон се сблъсква с атом, който се използва за кодиране и съхраняване на вашата информация - веднага ще предизвика цялата система да „декодира“. С други думи, суперпозицията на квантовото състояние ще бъде загубена, т.е.което ще доведе до сривове на цялата система.
Промоционално видео:
Изучаването на състоянията, в които може да бъде "котка" е интересно, защото може да бъде много полезно за съхраняване на квантова информация. А способността за създаване на състояния на котки в две различни полета, според съавтора на изследването Робърт Шолскоф, е „първата стъпка към създаването на логическа операция между два квантови бита и отваряне на възможността за коригиране на грешки“.
НИКОЛАЙ ХИЖНЯК