Oksfordo fizikai išplėtė Šrėdingerio katės koncepciją su naujomis kvantinėmis būsenomis

Naujos kvantinės būsenos iš Oksfordo

Oksfordo universiteto fizikai sukūrė naują „katės tipo“ kvantinių būsenų šeimą, kuri dar labiau išplečia Šrėdingerio katės koncepciją. Šios būsenos pasižymi ypatingu kvantiniu elgesiu, nes jų superpozicijos dalys nėra įprasti, klasiką primenantys bangų paketai, o jau iš esmės kvantiniai objektai.

Kaip tai veikia?

Tradiciškai laboratorijose Šrėdingerio katės būsenos kuriamos naudojant koherentiškas būsenas, kurios yra artimiausios klasikiniam judesiui kvantinėje fizikoje. Tačiau Oksfordo komanda žengė toliau. Naudodami vieną įstrigusią stroncio-88 joną, jie sukūrė superpozicijas iš suspaustų, trisuspaustų ir ketursuspaustų judesio būsenų – egzotiškų būsenų, kuriose kvantinis neapibrėžtumas formuojamas neįprastais būdais.

Kodėl tai svarbu?

Šios būsenos yra sukurtos iš neklasikinių komponentų, o jų dydį, orientaciją ir atskyrimą galima reguliuoti eksperimentiškai. Wignerio funkcijos matavimai parodė trukdžius ir neigiamumą – tikro kvantinio elgesio požymius. Kai kurios būsenos atskleidė įspūdingus geometrinius raštus, įskaitant šešių kartų simetriją trisuspaustoje būsenoje.

Šios būsenos gali būti labiau „kvantinio resurso“ nei standartinės katės ar Foko būsenos, esant tai pačiai vidutinei energijai. Tai svarbu, nes ateities kvantiniai kompiuteriai gali remtis ne tik paprastais kubitais. Kvantiniai oscilatoriai gali saugoti informaciją per daugelį energijos lygių, atveriant platesnį kelią bosoninei kvantinei klaidų korekcijai, kur informacija koduojama oscilatorių būsenose, o ne daugybėje atskirų fizinių kubitų.

Ateities perspektyvos

Nors tai dar ankstyvoji fizika, o ne paruoštas kvantinis kompiuteris, šis tyrimas suteikia mokslininkams naują būdą kurti, valdyti ir tirti kvantines būsenas, kurios peržengia kasdienės intuicijos ribas. Tai taip pat grąžina mus prie originalaus klausimo, kurį norėjo iškelti Šrėdingeris: kur baigiasi kvantinis pasaulis ir prasideda klasikinis?