Американские ученые разработали акустическую модель квантового мира

Эксперты из Федеральной политехнической школы в Лозанне (EPFL) создали звуковую систему, способную имитировать квантовые феномены посредством акустических волн. Этот метод позволяет обойти трудности, связанные с наблюдением хрупких квантовых систем, и открывает новые горизонты в области исследований телекоммуникаций и квантовых вычислений.

Изображение создано с помощью Kandinsky

Основу системы составляет акустический метаматериал, который состоит из 16 взаимосвязанных блоков — «акустических атомов». Каждый блок оборудован динамиком и микрофоном, что позволяет генерировать и регистрировать звуковые волны, воспроизводящие поведение квантовых частиц. Этот уникальный метод дает возможность непосредственно измерять характеристики звуковых волн, такие как фаза и амплитуда, без изменения их состояния, что недопустимо в работе с квантовыми системами из-за наблюдательного эффекта. Благодаря высокой управляемости «акустических атомов», метаматериал можно адаптировать для воспроизведения разнообразных квантовых явлений, которые невозможно наблюдать в реальных условиях.

Предлагаемый подход открывает широкие возможности для изучения квантовых эффектов. К примеру, принцип суперпозиции, известный благодаря мысленному эксперименту «кот Шрёдингера», можно легко визуализировать с помощью звука. Музыкальный звук представляет собой смесь множества частот, которые мы слышим одновременно. Подобно этому, квантовая частица может находиться в нескольких состояниях одновременно до измерения. Акустическая система позволяет исследовать такие феномены, не разрушая их «суперпозиции». Кроме того, структура метаматериала напоминает строение улиткового органа уха, что дает возможность применять его для моделирования слуховых процессов и изучения нарушений слуха, таких как тиннитус. Одной из наиболее перспективных идей является создание акустического аналогового компьютера, способного обработать информацию аналогично квантовому компьютеру, но с использованием звуковых волн, которые более устойчивы к шумам.

Источник: iXBT