Yra tikimybė, kad girdėjote apie Schrödingerio katės paradoksą. Mes kalbame apie hipotetinę katę dėžutės viduje, kuri tuo pačiu metu yra dviejose būsenose - gyva ir negyva -, kol atidarysime dėžę ieškoti. Tai yra vadinamoji kvantinė superpozicija. Jeilio universiteto fizikai suprato, kaip laikyti abi katės būsenas dviejose dėžėse iš karto. Mokslininkai pasidalino savo darbais žurnalo „Science“puslapiuose.
Techniškai kalbant, katės nėra. Mes kalbame apie vadinamąją „katės būseną“, kurios vaidmenį atlieka dvi (ar daugiau) dalelės, kurios vienu metu yra dviejose skirtingose būsenose. Dešimtmečius Schrödingerio katė buvo tik hipotetinis eksperimentas, tačiau 2005 m. JAV nacionalinis standartų ir technologijos institutas laboratorijoje sėkmingai sukūrė tikrą „katės būseną“. Norėdami tai padaryti, jie panaudojo šešis atomus, esančius „nugaros aukštyn“ir „nugaros žemyn“. Kad būtų lengviau suprasti, įsivaizduokite laikrodį, einantį pagal laikrodžio rodyklę ir prieš laikrodžio rodyklę. Nuo tada jų eksperimentai su „kačių būsenomis“buvo atliekami su fotonais.
- „Salik.biz“
Jeilio universiteto fizikai, savo ruožtu, sugebėjo pasiekti naują lygį. Jie ne tik panaudojo fotonus kvantinėje būsenų superpozicijoje, bet ir juos įsipainiojo. Tai yra, kitaip tariant, jie pasiekė, kad pasikeitus vieno fotono būsenai, kito fotono būsena pasikeistų, net jei jie būtų atskirti vienas nuo kito. Reikėtų pažymėti, kad tai yra vienas iš sudėtingiausių, painiavos ir keisčiausių kvantinės mechanikos aspektų. Albertas Einšteinas kadaise visa tai pavadino „baisiu veiksmu per atstumą“.
"Mes gavome dvi mažas ir paprastas Schrödinger kates. Abi buvo dėžutėse ir abi yra įsipainiojusios."
Norėdami sukurti likimą, mokslininkai pastatė nedidelę kamerą su dviem atskiromis aliuminio ertmėmis. Viduje esantys mikrobangų fotonai pradėjo smogti į ertmių sienas, ir dėka mokslininkai sugebėjo juos sujungti su dirbtiniu superlaidžio safyro atomu. Rezultatas yra dviejų rūšių gyvos / negyvos katės, pagamintos iš mikrobangų krosnelės šviesos ir esančios dviejose skirtingose dėžutėse tuo pačiu metu.
„Mes turime didelę ir protingą katę. Jis nelieka vienoje dėžutėje, nes kvantinė būsena yra padalinta tarp dviejų ertmių ir negali būti apibūdinta atskirai “, - sako pagrindinis tyrimo autorius Chen Wang.
"Taip pat galite apsvarstyti alternatyvą, kai dvi mažos ir paprastos Schrödinger katės yra kiekvienoje savo dėžutėje."
Tokie tyrimai yra labai svarbūs kvantinio skaičiavimo ateičiai. Skirtingai nuo klasikinių kompiuterių, kuriuose naudojami bitai, kurie yra nuliai ir kompiuteriai, kvantiniai kompiuteriai saugo informaciją vadinamosiomis kvotomis. Kubitai, savo ruožtu, gali būti dviejose būsenose vienu metu - lygios nuliui ir vienoje - kaip ir Schrödingerio katė gali būti vienu metu būsenose „gyva“ir „negyva“tol, kol niekas nepastebi. Galime pasakyti, kad superpozicijos būklė yra labai trapi. Todėl kvantinė informacija turi būti apsaugota nuo bet kokio aplinkos triukšmo. Galų gale, mažiausi trukdžiai - pavyzdžiui, vienas fotonas susiduria su atomu, kuris naudojamas jūsų informacijai koduoti ir saugoti - iškart sukels visą sistemą „iššifruoti“. Kitaip tariant, bus prarasta kvantinės būsenos superpozicija,o tai sukels visos sistemos gedimus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Studijuoti būsenas, kuriose gali būti „katė“, yra įdomu, nes ji gali būti labai naudinga kvantinei informacijai saugoti. Tyrimo bendraautorio Roberto Scholskoffo teigimu, galimybė sukurti kačių būsenas dviejose skirtingose dėžutėse yra „pirmas žingsnis kuriant loginę operaciją tarp dviejų kvantinių bitų ir atveriant klaidų taisymo galimybę“.
NIKOLAY KHIZHNYAK
