Võimalik, et olete kuulnud Schrödingeri kassi paradoksist. Me räägime hüpoteetilisest kastist kassi sees, mis on samaaegselt kahes olekus - elus ja surnud -, kuni avame kasti otsimiseks. See on nn kvantne superpositsioon. Nii mõtlesid Yale'i ülikooli füüsikud välja, kuidas hoida kassi mõlemat olekut korraga kahes kastis. Teadlased jagasid oma tööd ajakirja Science lehekülgedel.
Tehniliselt võttes ei ole kassi. Me räägime nn "kassi olekust", mille rolli mängivad kaks (või enam) osakest, mis asuvad samaaegselt kahes erinevas olekus. Kui Schrödingeri kass oli aastakümneid olnud vaid hüpoteetiline eksperiment, siis 2005. aastal lõi USA Riiklik Standardite ja Tehnoloogia Instituut laboratooriumis tegelikult tõelise “kassiriigi”. Selleks kasutasid nad kuut aatomit olekus "spin up" ja "spin down". Mõistmise hõlbustamiseks kujutlege kella, mis liigub korraga päripäeva ja vastupäeva. Pärast seda on nende katsed "kassi olekutega" tehtud footonitega.
Yale'i ülikooli füüsikud omakorda suutsid jõuda uuele tasemele. Nad mitte ainult ei kasutanud footoneid olekute kvant-superpositsioonil, vaid ka takerdusid neid. Teisisõnu saavutasid nad selle, et kui ühe footoni olek muutub, siis teise footoni olek muutub ka siis, kui nad on üksteisest eraldatud. Tuleb märkida, et see on kvantmehaanika üks keerulisemaid, segasemaid ja veidramaid aspekte. Albert Einstein nimetas seda kõike kord "jubedaks eemalt".
"Meil on kaks väikest ja lihtsat Schrödingeri kassi, mõlemad kastides ja mõlemad takerdumises."
Varanduse loomiseks ehitasid teadlased väikese kahe alumiiniumõõnsusega kambri. Sees asetatud mikrolaine footonid hakkasid õõnsuste seinu lööma ja tänu sellele suutsid teadlased ühendada need ülijuhtivast safiirist tehisliku aatomiga. Tulemuseks on kahte tüüpi elusad / surnud kassid, mis on valmistatud mikrolainevalgusest ja asuvad korraga kahes erinevas kastis.
“Meil on suur ja nutikas kass. See ei jää ühte lahtrisse, kuna kvant olek jaguneb kahe õõnsuse vahel ja seda ei saa eraldi kirjeldada,”ütleb uuringu juhtiv autor Chen Wang.
"Võite kaaluda ka alternatiivi, kus kaks väikest ja lihtsat Schrödingeri kassi, kumbki oma kastis, on segaduses."
Sellised uuringud on kvantarvutuste tuleviku jaoks väga olulised. Erinevalt klassikalistest arvutitest, kus kasutatakse bitte, mis on nullid ja nullid, salvestavad kvantarvutid teavet niinimetatud kvittides. Qubits võib omakorda olla kahes olekus korraga - null ja üks -, nagu ka Schrödingeri kass võib olla samaaegselt seisundites "elus" ja "surnud" seni, kuni keegi ei jälgi. Võib öelda, et superpositsiooni seisund on väga habras. Seetõttu tuleb kvantteave kaitsta igasuguse keskkonnamüra eest. Lõppude lõpuks põhjustab vähimgi häire - näiteks üks footon põrkub aatomiga, mida kasutatakse teie teabe kodeerimiseks ja talletamiseks - kogu süsteemi kodeerima kohe. Teisisõnu, kvant oleku superpositsioon kaob,mis viib kogu süsteemi krahhideni.
Reklaamvideo:
Nende seisundite uurimine, milles "kass" võib olla, on huvitav, kuna see võib olla kvantteabe salvestamiseks väga kasulik. Ja võime luua kassi olekud kahes erinevas kastis, on uuringu kaasautori Robert Scholskoffi sõnul "esimene samm loogilise operatsiooni loomiseks kahe kvantbitti vahel ja veaparanduse võimaluse avamiseks".
NIKOLAY KHIZHNYAK
