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
00:03 Сегодня

В Россию вернулся «Прогресс»

Кто виноват в падении «Прогресса» и почему это — приговор космической отрасли
11:53 Сегодня

Чужими молитвами

В Лос-Анджелесе наградили лучшие видеоигры и показали будущие бестселлеры
В Россию вернулся «Прогресс»
Кто виноват в падении «Прогресса» и почему это — приговор космической отрасли
Чужими молитвами
В Лос-Анджелесе наградили лучшие видеоигры и показали будущие бестселлеры
Дымящийся Пэктусан
Северокорейский супервулкан оказался источником смертельной опасности
«Вы приехали»
Длительный тест Toyota Camry с «Яндекс.Навигатором»
Безумные трюки грузовиков Volvo
Самые необычные видеоролики с грузовиками Volvo
Выбираем лучший компактный седан
Длительный тест Octavia, Elantra, Corolla и Mazda3
Как полиция перехватывает машины
Полицейские лайфхаки или 8 инновационных способов остановить преступника
Конец близок
Уходящий 2016 год может стать последним для ипотеки
Лестница в ад
Неприглядная правда об интеллигентных обитателях центра Москвы
Да он упоротый просто
Самые странные дома мира в фотографиях из Instagram
Худо будет
Москвичи тратят миллионы на квартиры, в которых невозможно жить