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
Протесты сторонников «Братьев-мусульман»«Я не думаю, что мы застали конец эпохи диктаторов»
Ведущий американский востоковед об исламе, терроре и роли США на Ближнем Востоке
TEHRAN, Nov. 19, 2015 (Xinhua) -- Iranian engineers work at the South Pars gas field at the southern Iranian port of Assalouyeh, Iran, Nov. 19, 2015. The South Pars/North Dome field is a natural gas condensate field located in the Persian Gulf. The South Pars or North Dome field is a natural gas condensate field located in the Persian Gulf. It is one of the world's largest gas fields, shared between Iran and Qatar. (Xinhua/Ahmad Halabisaz) (Credit Image: Global Look Press via ZUMA Press)
Photographer: © Ahmad HalabisazПризрачная угроза
Сможет ли иранский газ бросить вызов интересам России?
С братским приветом
В убийстве Ким Чен Нама официально обвинили Пхеньян
Желтую расу — в лагеря
Жизнь японцев, интернированных в США во время войны
«Макконахи должен петь в кино чаще»
Кто собрал в мультмюзикле «Зверопой» сборную поющих звезд и при чем здесь Blur
Под музыку Стравинского
На сцене Александринского театра показали оперу-ораторию «Царь Эдип»
Битти или не быть
Что интересного было на церемонии вручения «Оскаров»
Обладатели премии «Оскар-2017»
Лучшим фильмом стал «Лунный свет»
«Тем, кто себя не любит, не помогут диеты и тренировки»
Фитнес-модель из Австралии — о долгом пути к красоте и здоровью
Фантастическая четверка
Люди со сверхъестественными способностями помогут ученым победить болезни
«Местные со мной два года не здоровались»
История программистки из Москвы, переехавшей в итальянские Альпы
Мимимиметр сломался
Азиатский бум на умилительных собак пришел в Instagram
Могу Q5, могу не Q5
Чем на самом деле отличается новая Audi Q5 от старой: первый тест-драйв
Все, что нужно знать о бигфутах
Большие колеса, большие моторы и большое веселье: 8 фактов о бигфутах
Феерические внедорожники-концепты из 80-х
Самые яркие экспериментальные внедорожники самой яркой эпохи
Самые крутые и самые ужасные машины доставки
Сосиски и орехи – машины, которые используют пиццерии, закусочные и не только
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды