Учёные из Инсбрукского университета в Австрии совершили значительный прорыв в области квантовой физики, впервые создав состояние, напоминающее известного кота Шредингера, при температурах, существенно превышающих абсолютный ноль. Принято считать, что тепло разрушает тонкие квантовые способности, однако данное исследование продемонстрировало обратное.
Концепция кота Шредингера — это мысленный эксперимент, предложенный в 1935 году австрийским физиком Эрвином Шредингером для иллюстрации особенностей квантовой механики. Представьте себе кота, запертого в коробке с механизмом, который может случайно выпустить яд при распаде радиоактивного атома. Пока коробка закрыта, невозможно определить, жив ли кот или мёртв — в квантовой реальности он одновременно находится в обоих состояниях. Этот парадокс долгое время исследовался в экспериментах с квантовыми частицами при крайне низких температурах. В таких условиях частицы практически неподвижны, а тепловые колебания, потенциально уничтожающие квантовое состояние, сведены к минимуму.
Австрийские исследователи поставили перед собой цель выяснить, возможно ли создание подобного состояния при повышенных температурах, когда частицы активно вибрируют из-за тепла. Для этого они использовали уникальное оборудование — микроволновые квантовые резонаторы. Внутрь таких резонаторов был помещён сверхпроводниковый кубит — элементарная единица квантового компьютера. Исследователи смогли с помощью специальной методики перевести кубит в состояние, напоминающее кота Шредингера. Удивительно, но это состояние сохранялось даже при температуре 1,8 Кельвина (около -271,35 градусов по Цельсию), что в 60 раз выше обычных температур, применяемых в подобных экспериментах.
«Мы поделились нашими результатами с коллегами, и многие были поражены. Существует убеждение, что тепло разрушает квантовые эффекты, однако наши эксперименты опровергли это мнение», — сказал Томас Агрениус, один из участников исследования.
Почему это представляет интерес? Ранее для работы с квантовыми состояниями были необходимы сложные и дорогостоящие системы охлаждения для удержания экстремально низких температур. Открытие показывает, что подобные условия не всегда обязательны. Это может существенно упростить разработку квантовых устройств, таких как компьютеры или сенсоры, и открыть возможности использования наномеханических осцилляторов и других элементов, которые невозможно полностью заморозить.
Источник: iXBT
