Самый крупный кот Шредингера

Ученые сделали очередной шаг в попытке приблизить квантовые эффекты к макроскопическому миру.

Даже люди, не имеющие отношения к квантовой физике, слышали про кота Шредингера. Этот персонаж был придуман в 1935 году для объяснения широкой публике понятия квантовой суперпозиции. До настоящего времени удавалось проводить реальные эксперименты только с атомами и молекулами, находящимися в этом состоянии.

Недавно опубликованы результаты экспериментов со значительно более тяжелым котом Шредингера. В его роли выступил небольшой колеблющийся кристалл массой 16 микрограммов. С помощью сверхпроводящей схемы его превратили  в квантовый кубит, который может иметь только два состояния, «ноль» или «один», или состояние суперпозиции «0+1». Роль счетчика Гейгера и яда из 1935 года исполнил пьезоэлектрический материал, создающий электрическое поле при смене формы кристалла.

Колебания кристалла сверху вниз и обратно символизировали живую и мертвую кошку. Измеряемое расстояния движения было достаточным, чтобы не перепутать его с тепловыми или квантовыми состояниями внутри атомов кристалла. Так исследователи смогли наблюдать за поведением кота Шредингера немыслимого ранее размера.

В будущем ученые хотели бы еще увеличить массу своих «котов Шредингера» и определить причину исчезновения квантовых эффектов при переходе из квантового мира в макроскопический. Кроме исключительно научного интереса, работа позволит хранить информацию в кубитах, полагаясь не на атомы и ионы, а на кристаллы. Кроме того, это может оказаться полезным при изучении гравитационных волн и темной материи.

Источник: phys.org