Космос

Эксперимент с квантовым котом побил рекорд: 23 минуты в состоянии суперпозиции

Лайнуть/Поделиться

Состояния квантовой суперпозиции известны своей хрупкостью, тем не менее китайские ученые сообщили о создании такого состояния, которое длилось целых 23 минуты и 20 секунд. Этот рекордный результат интересен сам по себе, но команда считает, что он может открыть новые пути к высокоточным измерениям и обработке информации для квантовых компьютеров. Возможно, он даже позволит ученым исследовать пределы физических теорий.

В исследовании, которое еще не прошло рецензирование, 10 000 атомов иттербия были охлаждены до нескольких тысячных долей градуса выше абсолютного нуля и пойманы в лазерную ловушку с помощью света. Каждый атом можно было контролировать с большой точностью и поместить в суперпозицию двух совершенно разных спиновых состояний.

Это состояние известно как состояние “квантового кота”. В знаменитом мысленном эксперименте с котом Шредингера мы видим кота, закрытого в коробке с ядом, активируемым случайным квантовым процессом. Не открыв коробку, мы не можем определить состояние кошки, поэтому она одновременно жива и мертва два противоречивых состояния в неквантовой реальности, которую мы наблюдаем. 

В квантовом мире квантовые кошачьи состояния это суперпозиции, в которых квантовое состояние может существовать в нескольких вариантах одновременно, хотя невозможно определить, в каком из них оно находится на самом деле, так что фактически это все состояния сразу. В новом эксперименте поражает длительность этого квантового кошачьего состояния. В природе суперпозиция распадается на одну или другую за доли секунды, но здесь она сохранялась в течение 1 400 секунд. Команда считает, что с помощью более совершенной вакуумной системы можно добиться того, чтобы она сохранялась еще дольше. 

“Это большое дело, потому что они создают это прекрасное кошачье состояние в атомной системе, и оно стабильно”, – сказал New Scientist Барри Сандерс из Университета Калгари, который не принимал участия в исследовании. “Зонд трясут, толкают, толкают и толкают, а затем, наблюдая за тем, что происходит, вы узнаете о том, что с ним взаимодействует”.

Особенность эксперимента китайских ученых — использование так называемого «декогеренционного свободного подпространства», где атомы защищены от внешних колебаний энергии, что позволяет сохранить суперпозицию дольше, чем это было возможно ранее. Это свойство особенно важно для применения в атомной метрологии — таких системах, где даже небольшие отклонения могут сыграть ключевую роль в результатах. Новый рекорд — 1400 секунд — открывает возможность более точно измерять магнитные поля и может быть даже использован для поиска новых физических явлений за пределами Стандартной модели.

Исследование показывает, что для таких устройств можно использовать множество различных элементов, не обязательно иттербий, однако они показали, что эта конкретная установка с атомами иттербия чрезвычайно чувствительна к измерению магнитных полей, что имеет захватывающее применение. Это не единственный недавний рекордный случай, когда речь идет об экспериментах с квантовыми кошками. В прошлом году исследователи успешно поместили в суперпозицию самый тяжелый макроскопический объект. Это был кристалл весом всего 16 микрограммов, но это показывает, что область действительно открывает новые возможности.

Препринт статьи, описывающей эксперимент и результат, доступен на ArXiv.

Редакция

Метки: физика

Недавние публикации

Аллергию на арахис можно облегчить маленькими дозами арахиса, согласно исследованию

Средняя переносимая доза арахиса увеличилась в 100 раз за время испытания. Первое клиническое испытание, в… Читать далее

25/04/2025

Ученые синтезировали аналог ЛСД, не вызывающий галлюцинаций. Вещество, возможно, будут использовать для лечения шизофрении

Ученые разработали новое перспективное соединение, которое может изменить методы лечения таких заболеваний, как шизофрения, используя… Читать далее

19/04/2025

70% “натуральных” добавок для потенции содержат аналоги Виагры

В 2022 году группа болгарских ученых провела исследование, посвященное анализу биологически активных добавок (БАД), предназначенных… Читать далее

03/04/2025

ИИ усиливает российскую пропагандистскую машину, увеличивая объемы пропаганды без потери “качества”

Российские пропагандисты удвоили объем дезинформации за счет использования искусственного интеллекта, сохранив при этом убедительную силу… Читать далее

02/04/2025

Переворот в парадигме каннабиса: КБД не ослабляет неблагоприятные эффекты ТГК и даже увеличивает его концентрацию в крови

Два года назад вышла статья на нашем сайте про исследование, которое показало, что "КБД не… Читать далее

10/03/2025

Австралийские птицы занимаются земледелием, что взращивает их добычу

Большая птица-лира, или обыкновенный лирохвост (Menura novaehollandiae) - вид , который переворачивает всю лесную подстилку примерно… Читать далее

07/03/2025