Новости

Физики придумали, как спасти кота Шрёдингера

Физики из США выяснили, как спасти знаменитого кота Шрёдингера, символ квантовой суперпозиции и непредсказуемости.

Исследователи Йельского университета (США) описали как можно предвидеть квантовый скачок в режиме реального времени. Это открытие позволяет установить систему предупреждения о скачках искусственных атомов, содержащих квантовую информацию. Кот Шрёдингера является хорошо известным парадоксом, используемым для иллюстрации концепции суперпозиции (способность двух противоположных состояний существовать одновременно) и непредсказуемости в квантовой физике. Идея состоит в том, что кот помещается в коробку с радиоактивным источником и ядом, который сработает, если атом радиоактивного вещества распадется. Теория суперпозиции квантовой физики предполагает, что до тех пор, пока кто-то не откроет коробку, кот жив и мёртв одновременно. Если кто-то откроет коробку, кот внезапно изменит своё квантовое состояние случайным образом, и будет либо живым, либо мёртвым.

В своём эксперименте исследователи смогли не только предсказать, но и манипулировать состоянием суперпозиции, сознательно изменяя результат. Учёные использовали искусственные атомы, называемые кубитами, которые также применяются в качестве основных единиц информации в квантовом компьютере. Команда задействовала три микроволновых генератора для облучения кубита в герметичном объёмном ящике из алюминия. Один луч микроволнового излучения переключает кубит между энергетическими состояниями, в то время как другой контролирует ящик. Когда кубит находится в основном состоянии, микроволновый луч производит фотоны. Внезапное отсутствие фотонов означает, что кубит собирается совершить квантовый скачок в возбуждённое состояние. После этого другой точно синхронизированный импульс излучения может обратить вспять квантовый скачок, отправив кубит обратно в его основное состояние. Опираясь на метафору Шрёдингера, это не даст коту умереть. Исследователи пока не могут точно предсказать, когда произойдет квантовый скачок. Но с момента начала он всегда ведёт себя одинаково. Команда выяснила это, пронаблюдав 6,8 миллионов квантовых скачков. По словам экспертов, такие скачки аналогичны извержению вулкана: они абсолютно непредсказуемы, но при правильном мониторинге можно вычислить признаки надвигающейся катастрофы и остановить её.

Фото: Kat Stockton

Читайте также
Как и зачем читают наши мысли?
Как и зачем читают наши мысли?
Устройство для чтения мыслей по активности мозга уже создано: это нейроинтерфейс «мозг — компьютер».
«Зарезвились на просторе радикалы». К юбилею Николая Семенова
«Зарезвились на просторе радикалы». К юбилею Николая Семенова
В 25 лет он пообещал получить Нобелевскую премию и сделал это в 60. Физикохимику Семенову — 125 лет.
Гольфстрим слабеет: Западной Европе (и Мурманску) грозит замерзание?
Гольфстрим слабеет: Западной Европе (и Мурманску) грозит замерзание?
Гольфстрим не дает замерзнуть порту Мурманска и обогревает Европу. На что он способен в перспективе?