Физики продемонстрировали квантовое запутывание механических систем

Схема опыта
Схема опыта

Группе физиков из США удалось впервые продемонстрировать эффект квантовомеханического запутывания на примере макроскопической механической системы. Статья ученых появилась в журнале Science. Кроме этого работе посвящен отдельный редакционный комментарий.

Эффектом квантового запутывания называют перевод системы из нескольких компонентов в такое состояние, когда ее поведение описывается одной волновой функцией. Первые квантовые системы, на которых изучались подобные эффекты, состояли из двух порожденных одним процессом частиц, но со временем ученые научились запутывать даже системы из многих миллиардов объектов или получать парадоксальные ситуации, когда существующая частица А запутана с частицей Б, исчезнувшей еще до рождения А. Запутанные системы активно изучаются не только из-за интереса ученых к фундаментальным вопросам квантовой механики, но и ввиду своего практического значения для квантовых вычислений, передачи данных и криптографии.

В новой работе ученым удалось запутать (связав их амплитуды) фотоны, кванты электромагнитного поля, с фононами: квантами колебаний в твердом теле. Объектом исследования выступал микроволновый колебательный контур — комбинация из катушки и конденсатора. Одна из пластин конденсатора при этом могла совершать механические колебания. Ее диаметр составлял 15 миллиметров при толщине в 0,1 микрометра (то есть сам объект был макроскопическим). В работе отмечается, что такого рода материалы относятся к серийным. Пластина была охлаждена до 20 милликельвинов, чтобы тепловые колебания не мешали самому запутыванию.

С охлаждением мембраны был связан еще один описанный исследователями эффект. За счет запутанности системы уменьшение частоты (и, следовательно, энергии) микроволнового излучения приводило к уменьшению энергии механических колебаний фольги, включая в том числе тепловые колебания. Мембрана охлаждалась и физики отмечают, что таким образом ее можно довести до состояния нулевых, то есть минимально возможных, колебаний.

Развитие экспериментальных методов изучения квантовых систем и отработка методик по запутыванию разного рода объектов должна, по прогнозам физиков, привести к появлению принципиально новых компьютеров. Квантовые компьютеры в ряде случаев позволят решать те задачи, которые не под силу современным вычислительным системам.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 19 апреля 2017
Никола Лемери выступает с публичной лекцией по химии

Достали

Зачем простой аптекарь объявил войну могущественным алхимикам
«Самое страшное в их жизни уже случилось»
Психолог МЧС о том, как люди переживают горе и как поддержать их в трудный час
Владимир Путин«Смотреть, чтобы нас никто не съел»
Путин сравнил свою работу с охотой на морских чертей
Экспедиция из Москвы в Москву
Как городские антропологи изучали столицу при разработке программы «Моя улица»
Оставить мир
Как протекает жизнь в глухом монастыре, куда редко доезжают туристы и паломники
«В отношениях с Китаем и Россией Трамп готов рискнуть»
Политолог из КНР о ситуации внутри страны и взаимодействии с соседями
Эрдоган, Аллах и Россия
Стоит ли бояться исламизации Турции
Первый тур отыграли
В финале президентской гонки во Франции — Ле Пен и Макрон
French Foreign Legionnaires carry the coffin of French politician Yves Guena during an official funeral ceremony at the Hotel des Invalides in Paris, France, March 8, 2016 REUTERS/Charles Platiau TPX IMAGES OF THE DAYУтрата масштаба
Франция рискует стать малой европейской страной
Столица мира
Повседневная жизнь послевоенного Нью-Йорка
Китайские машины, которые уже совсем не клоны
Крутые новинки китайских марок, которые вы пропустили
Новые машины для старого «Форсажа»
Современные спорткары в раскраске автомобилей из самого первого «Форсажа»
Квиз: что означают логотипы автомобильных марок
Тест на знание эмблем известных автобрендов
Быстро и просто
Навещаем Михаила Алешина на самой гламурной гонке Indycar
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности