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 техника00:0317 сентября
Перед парадом вермахта и Красной армии в Бресте

«Появилась бы "бандеровская Украина" под контролем Германии»

Зачем Сталин подружился с Гитлером и устроил парад Красной армии с вермахтом
01:48Сегодня
Наука и техника00:0013 сентября

Минус почка

Apple показала новые iPhone и фекальные эмодзи
Русские идут
Морган Фриман и бывший главный разведчик ищут доказательства войны России и США
Свобода для скотовода
В лучшем городе США изгнали политиков с полицейскими и погрязли в хаосе
«Увидел чеченца и понял — будут унижать»
Бежавший в Германию российский гей захотел дать эмиграции задний ход
С рейхом в сердце
Любители кайзера, фюрера и Великой Германии наводят ужас на простых немцев
Пирамида изгоев
Кому выгодна смерть биткоина
День пенсионного единства
ПФР поднимает уровень знаний о пенсионной системе по всей России
Китай убивает биткоин
Криптовалюта обвалилась и рискует схлопнуться
Жить будем
Россияне обнищают, зато не умрут с голода
Mazda CX-5 и Renault Koleos против VW Tiguan и Skoda Kodiaq
Четыре новых кроссовера. Один тест-драйв. Ну, вы поняли
Тест-драйв самого мощного Kia Soul
Длительный тест 204-сильного кроссовера: итоги и сравнение с обычной версией
8 фактов про новый LC Prado
Все, что нужно знать о посвежевшем внедорожнике Toyota прямой сейчас
10 величайших автомобилей Германии
Немецкие автомобили, творившие автомобильную историю