Версия для слабовидящих
Новое состояние кота Шредингера позволяет находиться сразу в двух местах одновременно Печать Email
Новости об инновациях
02.06.2016

Скорее всего, вы слышали о парадоксе кота Шредингера. Речь идет о гипотетическом коте внутри коробки, находящемся одновременно в двух состояниях  — живым и мертвым — до тех пор, пока мы не откроем коробку, чтобы посмотреть. Это так называемая квантовая суперпозиция. Так вот, физики Йельского университета выяснили, как сохранить оба состояния кота сразу в двух коробках. О своей работе ученые поделились на страницах журнала Science.

С технической точки зрения нет никакого кота. Речь идет о так называемом «состоянии кота», роль которого выполняют две (или больше) частицы, находящиеся одновременно в двух разных состояниях. В течение многих десятилетий «кот Шредингера» был лишь гипотетическим экспериментом, однако в 2005 году Национальный институт стандартов и технологий США на самом деле успешно создал настоящее «состояние кота» в лабораторных условиях. Для этого они использовали шесть атомов, находящихся в «состоянии со спином, ориентированным вверх» и в «состоянии со спином, ориентированным вниз». Чтобы было проще понять, представьте себе часы, одновременно идущие по часовой стрелке и против часовой. С тех пор своих эксперименты с «состояниями кота» проводят с фотонами.

Физики Йельского университета, в свою очередь, смогли выйти на новую ступень. Они не только использовали фотоны в квантовой суперпозиции состояний, они также запутали их. То есть, другими словами, они добились того, что при изменении состояния одного фотона изменялось бы состояние и другого фотона, даже если они находятся друг от друга разделенными. Следует отметить, что это один из самых сложных, запутанных и странных аспектов квантовой механики. Альберт Эйнштейн в свое время называл все это «жутким дальнодействием».

«Мы получили два маленьких и простых «кота Шредингера», оба находящихся в своих коробках и оба находящихся в состоянии запутанности».

Для создания состояния ученые построили маленькую камеру с двумя отдельными полостями из алюминия. Помещенные внутрь сверхвысокочастотные фотоны начали ударяться о стенки полостей, и благодаря этому ученым удалось соединить их с искусственным атомом сверхпроводящего сапфира. В результате получились два своеобразных живых/мертвых кота из микроволнового света и находящиеся в двух разных коробках в одно и то же время.

«У нас получился большой и умный кот. В одной коробке он не остается, так как квантовое состояние разделено между двумя полостями и не может быть описано раздельно», — говорит ведущий автор исследования Чен Ван.

«Можно также принять во внимание альтернативный вариант, при котором два маленьких и простых кота Шредингера, каждый в своей коробке, находится в запутанном состоянии».

Подобные исследования очень важны для будущего квантовых вычислений. В отличие от классических компьютеров, где используются биты, которые представляют собой нули и единицы, квантовые компьютеры хранят информацию в так называемых кубитах. Кубиты в свою очередь могут находиться сразу в двух состояниях — нуля и единицы, — прямо как кот Шредингера может находиться одновременно в состояниях «жив» и «мертв» до тех пор, пока никто не будет проводить наблюдение. Можно сказать, что состояние суперпозиции очень хрупко. Поэтому квантовая информация должна быть экранирована от любого рода шумов внешней среды. Ведь малейшая интерференция — например, один фотон столкнется с атомом, который используется для кодирования и хранения вашей информации, — сразу же вызовет «декогерацию» всей системы. Другими словами, суперпозиция квантового состояния будет утеряна, что приведет к сбоям всей системы.

Изучения состояний, в которых может находиться «кот», интересны потому, что могут быть очень полезны для хранения квантовой информации. А возможность создавать состояния кота в двух разных коробках, по словам соавтора исследования Роберта Шольскофа, является «первым шагом к созданию логической операции между двумя квантовыми битами и открытию возможности коррекции ошибок».

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/novoe-sostoyanie-kota-shredingera-pozvolyaet-nakhoditsya-srazu-v-dvukh-mestakh-odnovremenn

 
Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта