Новое состояние кота Шредингера позволяет находиться сразу в двух местах одновременно

1 Июня 2016 в 19:30, Николай Хижняк 11 603 просмотра 17

cat

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».

Новое состояние кота Шредингера позволяет находиться сразу в двух местах одновременно

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

17 комментариев

  1. parussia

    У меня все коты всегда живые и мозг цел.

  2. mr Vanya

    Лет через 20 выяснится что никакой запутанности не было

  3. Kiryan

    Короче один и тот же кот находится в двух коробках одновременно при этом он и живой и мертвый, или... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. BIN_Diesel

    что за бред - искусственный атом сверхпроводящего сапфира!
    сапфир это оксид алюминия с примесью титана и железа
    атом чего? алюминия, кислорода, титана или железа? и почему искусственный? а причем тут сверхпроводимость?

    • Balabol

      Ну это же ученые, они ведь для нас неученых, стараются объяснить, за что им бабки платят)) А если что не так, всегда можно сказать - "У тебя докторская степень есть? Нет, иди лесом, я прав и все тут..." =)

      • ZU

        Редкий случай, когда никнейм на 100% отражает суть высказываний.

        • artembit

          тонко))

        • Balabol

          Вообще то, это имя собственное, точнее разговорная вариация на шумерском, если быть точным VAALL VOL - Валабог (разговорный) или прямым переводом Бог Ваал. А вообще товаришь ЗУ, Вы тут кругом не пишите ничего обоснованного или умного, лишь самолюбие свое тешите, думая что умнее многих и обсирая их в коментах... В реальности же, дуб-дубом, писать абы писать)))

  5. ZU

    99% комментаторов тешат свое самолюбие, и вы, товарищ шумерский бог, плохо владеющий транслитом (хотя шумеру простительно), не исключение. А для обоснований есть форумы и личка. Комментарий без подробного обоснования не является по умолчанию неверным. Надеюсь, это обосновывать не нужно? (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. Balabol

    Я не шумерский бог, я просто взял и так подписался, заменив V на русское В. То есть - ВАЛАВОЛ. Насчет обоснования, лучше бы вы молчали, сами нечего не обосновываете и не опровергаете, а строите ответы исходя из своих ложных знаний и пониманий... Вы в своей жизни сами то до чего то додумывались?

    • ZU

      Похоже, подсознательно вы хотели сделать эту ошибку. Даже ваше подсознание понимает, кто вы есть. А на провокационные вопросы я отвечаю, только когда ну очень скучно. Не сейчас. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • Balabol

        Ты похоже просто тупой, читать не умеешь, я сознательно так подписался. Да и вообще не никнем ни имя не характеризуют человека! "Бывает в нашей жизни так, что вдруг твой друг стал злейший враг, а враг твой старый, стал вдруг друг, в ненастье руку протянув..." Не всегда то что на первый взгляд кажется очевидным - есть верным!

        • ZU

          Эк перенервничал. Вот поэтому вы и Балабол. Много слов, а все ни о чем. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

          • Balabol

            Лучше быть умным Балаболом, чем безмозглым Троллем, каким Вы и являетесь... Собственно на таких как Вы и был расчет при выборе псевдонима, но только Вы повелись на это, другие промолчали... И следовательно Вы глыпы и тупы, а все ваши комменты к любой статье как какахи в туалете, пользы не имеют, но все равно воняют)))

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.