• РЕГИСТРАЦИЯ

Эксперимент с квантовым котом побил рекорд, продержавшись 1 400 секунд

4 1386

Исследователи в области квантовой физики изучают удивительные явления, которые бросают вызов нашему пониманию реальности. Среди этих явлений квантовая суперпозиция — одно из самых странных: она позволяет частицам существовать в нескольких состояниях одновременно. Для иллюстрации этой концепции часто используется метафора кота Шрёдингера. Однако состояния суперпозиции чрезвычайно хрупки: как правило, они разрушаются за доли секунды.

Однако недавно китайская команда сумела сохранить состояние суперпозиции в течение 23 минут, установив рекорд и открыв многообещающие перспективы для научных исследований.

Причуды квантовой механики

Квантовая суперпозиция — одно из самых увлекательных и загадочных явлений в современной физике. В квантовом мире частицы (такие, как электроны или фотоны) не имеют единственного, определенного состояния, пока их не наблюдают. Они могут существовать в нескольких состояниях одновременно — это понятие известно как суперпозиция. Это означает, что частица может быть одновременно и здесь, и там, в отличие от того, как ведут себя объекты в нашем масштабе, где их положение всегда фиксировано.

Чтобы объяснить эту концепцию, физик Эрвин Шрёдингер в 1935 году разработал теоретический эксперимент под названием «кот Шрёдингера». Кот, запертый в коробке, может быть и жив, и мертв, пока коробку не откроют, чтобы проверить его состояние, потому что радиоактивный атом, который должен вызвать выброс яда, существует в суперпозиции распавшихся и нераспавшихся состояний. Когда происходит наблюдение, суперпозиция разрушается: частица (или кот) переходит в единое состояние. Это явление, известное как коллапс волновой функции, является центральным в квантовой физике.

Этот парадокс иллюстрирует странную природу суперпозиции, которая ускользает от нашей интуиции. Однако это явление имеет далеко идущие последствия, не в последнюю очередь для развития таких технологий, как квантовые компьютеры. В этих компьютерах используются квантовые биты (или кубиты), которые могут находиться в нескольких состояниях одновременно, в отличие от обычных битов, которые могут быть только 0 или 1. Таким образом, суперпозиция позволяет выполнять большое количество вычислений параллельно, что обещает произвести революцию в вычислительной технике, значительно увеличив скорость обработки данных.

Эфемерное явление

Состояния квантовой суперпозиции чрезвычайно хрупки и обычно разрушаются за доли секунды при взаимодействии с окружающей средой. Это явление, известное как декогеренция, приводит к исчезновению суперпозиции и выбору квантовой частицей одного состояния из всех возможных. Малейшего внешнего возмущения (даже незначительного изменения температуры, магнитного поля или взаимодействия с другой частицей) достаточно, чтобы нарушить суперпозицию. Это означает, что поддерживать частицу в стабильном состоянии суперпозиции крайне сложно. Поэтому декогеренция представляет собой серьезную проблему для технологических приложений квантовой физики, таких как квантовые компьютеры.

Для того чтобы эти компьютеры могли использовать возможности суперпозиции и выполнять сложные вычисления, необходимо, чтобы кубиты находились в суперпозиции достаточно долгое время для выполнения операций. Чем дольше длится суперпозиция, тем сложнее вычисления или точнее измерения. В этом контексте эксперимент, недавно проведенный командой из Университета науки и технологий Китая, представляет собой большой прорыв. Им удалось поддерживать состояние суперпозиции в течение рекордного времени - 23 минут и 20 секунд, что является исключительным.

Беспрецедентный эксперимент, который раздвигает границы

Для достижения этой цели исследователи охладили около 10 000 атомов иттербия на несколько тысячных долей градуса выше абсолютного нуля, создав чрезвычайно стабильные и изолированные условия. Заключив эти атомы в ультрахолодную среду в вакууме, ученые смогли свести разрушительные взаимодействия к минимуму и тем самым продлить состояние суперпозиции. Используя свет для захвата и удержания атомов в стабильном пространстве, они смогли поместить их в устойчивое состояние суперпозиции двух противоположных спинов. Созданное состояние суперпозиции, получившее название «состояние квантового кота», позволило бы удерживать частицы в двух одновременных состояниях в течение 1400 секунд.

Другими словами, там, где обычно это состояние разрушается за доли секунды, китайская команда стабилизировала систему гораздо дольше, чем это удавалось ранее в любом другом эксперименте.

Каковы возможности применения этого квантового прорыва?

Впереди еще много трудностей. Суперпозиция квантовых состояний требует экстремальных лабораторных условий: температуры, близкой к абсолютному нулю, идеального вакуума, изоляции от вибраций и других внешних помех. Несмотря ни на что, полученные результаты обнадеживают. В конечном итоге этот прорыв может иметь далеко идущие последствия во многих областях, включая разработку квантовых компьютеров и технологий высокоточных измерений. А пока исследования продолжаются.

В этом эксперименте иттербий показал хорошие результаты, но другие элементы могут оказаться более стабильными, что расширит поле возможностей, позволив протестировать большее разнообразие материалов и конфигураций. Таким образом, эта быстро развивающаяся область может привести к новым открытиям, которые изменят наше понимание квантового мира.

https://masterok.livejournal.c...

    Другое прочее место

     - Чего смурной то? Пиво плохое?, - Махач мяконько тыкнул кулаком в Серёгино плечо. - Да что, пиво… Прав он был, Миха. Всё дело в том, что нету его. Нету никакого другого места! -...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Lion King 2 апреля 16:38

      Что означает слово «ЛОЛ» (LOL)

      Довольно часто в интернете на форумах, чатах и в комментариях на молодежных развлекательных сайтах можно столкнуться со словом ЛОЛ. Многие молодые люди и в повседневной жизни употребляют данное слово, но при этом не задумываются о значении этого слова. Эта аббревиатура пришла к нам из американского сленга. Дело в том, что когда появились мобильные телефоны, в с...
      1670
      Lion King 30 марта 19:42

      Как изменились русские за последние сто лет

      За последние сто лет южнокорейские женщины в среднем подросли на 20 см, а иранские мужчины – на 16,5 см. Россияне из поколения в поколение прибавляют в росте не так стремительно – и на это есть объективные причины, убеждены ученые. Всё выше и выше С каждым поколением человечество становится выше. За последние сто лет женщины прибавили в среднем 8...
      1552
      Lion King 27 марта 10:48

      Как советский антибиотик спас сотни тысяч солдат

      Несмотря на то что первый в мире антибиотик пенициллин был открыт еще в 1928 году, к началу Великой Отечественной войны в Советском Союзе он был недоступен. В СССР первые образцы этого вещества были получены в 1942 году. Лекарство назвали крустозин, так как его действующее вещество было выделено микробиологом Зинаидой Ермольевой из штамма гриба вида Penicillium cr...
      570
      Lion King 26 марта 17:42

      Почему русские 50 лет воевали с чукчами, но так и не смогли подчинить их силой

      Русское государство испокон веков предпочитало колонизировать новые евразийские просторы мирным путем. История знает массу эпизодов, когда удавалось прирастить территории путем договоренностей с кочевыми народами в обмен на защиту, покровительство и соцгарантии. К 18 веку русской безопасности угрожали попытки французов закрепиться в нашем тылу, а после того, как А...
      1046
      Lion King 23 марта 13:47

      Отличия православных от католиков, протестантов и иудеев

      В любой идеологии есть две составляющие – смысл и обряды. В обрядах смысла нет, это просто маркер "свой-чужой". По сути, обряды это рамки поведения для толпы. Когда христиане спорят, является ли Дух Святой равным Отцу и Сыну или же Отец есть причина Духа, это тоже бессмысленный обряд для быстрой маркировки человека - чьих ты будешь, чей холоп? ...
      1281
      Lion King 22 марта 19:43

      Отель - перевертыш

      Отель «Du Lac» сделан в форме перевернутой пирамиды с зазубренными краями. Оригинальный отель был спроектирован итальянским архитектором Рафаэлем Контижиани (Raffaele Contigiani). На десяти этажах здания расположены 416 номеров. Впервые отель открыл свои двери для постояльцев в 1973 году. В гостинице побывало много знаменитых гостей и обычных тур...
      944
      Lion King 22 марта 14:50

      Зачем в контактных штифтах американских вилок проделывают отверстия?

      В это может быть сложно поверить, но во многих странах розетки и вилки совсем не такие, как в бывших советских республиках. Чего уж там, далеко не весь мир пользуется популярными европейскими стандартами электрооборудования. Впрочем, и в самой западной и центральной Европе до сих пор встречаются экзотические стандарты. Исключением в этом отношении не стали и Соеди...
      1209
      Lion King 20 марта 16:50

      На российские компании обрушилась самая мощная волна атак с начала года

      Новая мощная волна фишинга обрушилась на российские компании — злоумышленники используют вирус-троян удаленного доступа DarkWatchman RAT. Вредоносные письма получили несколько десятков организаций из разных регионов, сообщили «Известия» со ссылкой на экспертной центра исследования киберугроз Solar 4RAYS ГК «Солар». Об этом &la...
      374
      Lion King 16 марта 17:01

      Какого цвета кожа у тигра?

      Как то мы выясняли зебра белая в черную полоску или черная в белую полоску?. А вот еще был интересный вопрос - какого цвета кожа у белого медведя!   Все эти вопросы мы успешно обсудили и теперь нельзя обойти вниманием еще один неоднозначный и интересный вопрос - какого цвета кожа у тигра? Белая, черная, желтая? Давайте побреем тигра... Н...
      845
      Lion King 13 марта 14:41

      Как геомагнитная буря влияет на тело человека

      Правда ли, что геомагнитные бури влияют на самочувствие и здоровье человека? Есть ли связь между вспышками на Солнце и числом инфарктов, инсультов, госпитализаций и самоубийств? Отвечает Тамара Бреус - доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Мы живем в магнитосфере Наша Земля обладает определенны...
      1182
      Lion King 12 марта 16:41

      История иранского изгнанника, прожившего в аэропорту 18 лет

      На протяжении почти 20 лет Мехран Карими Насери жил в аэропорту. Этот иранский беженец, у которого не было надлежащих документов, годами скитался по Европе, пока не оказался в Париже в юридической ловушке – его удостоверение личности якобы украли. Оставшись без возможности куда-либо отправиться, в 1988 году он устроил себе дом прямо в аэропорту имени Шарля д...
      971
      Lion King 9 марта 19:36

      8 популярных клише в кино

      Мировое кино уже давно выработало определённые правила съёмки отдельных сцен и сюжетов. В итоге появились кинематографические штампы, которые повторяются их фильма в фильм. Вот только далеко не все из них являются достоверными, а некоторые и вовсе нарушают все законы реальности. Впрочем, зрители не особо обращают на них внимания, поэтому они продолжают повторяться...
      1338
      Lion King 6 марта 14:47

      Синдром внезапного отвращения: как учёные объясняют его появления у супругов

      Чувства — это иррациональная сфера, в которой все порой происходит не так, как должно быть. Довольно часто мужчины и женщины без памяти влюбляются в некрасивых и болезненных людей, отталкивая или игнорируя привлекательных, умных и здоровых потенциальных партнеров. А иногда у кого-то неожиданно появляется отвращение по отношению к еще вчера любимому человеку....
      1505
      Lion King 2 марта 14:38

      Чем йодированная соль хуже обычной?

      Соль есть в каждом доме и чаще всего российские потребители выбирают йодированную, поскольку считается, что в нашей стране людям не хватает этого вещества. Но оказывается, йодированная соль в быту не очень-то и нужна, гораздо чаще опытные хозяйки пользуются обычной, и на то есть причины. Почему везде йодированная соль Йодирование соли во всем мире считается ...
      1084
      Lion King 1 марта 19:50

      Средства гигиены с пробиотиками полезнее для зубов и кожи, чем антибактериальные

      Антибактериальные средства, в отличие от пробиотиков, убивают патогены вместе с полезными для человека бактериями, пояснили в пресс-службе Сеченовского университета. Обогащенные пробиотиками средства гигиены и косметика, в отличие от антибактериальных аналогов, способны сохранять полезные бактерии для организма человека, они могут помочь уменьшить неприятный за...
      544
      Lion King 1 марта 10:31

      Ученые обнаружили, что мухи любят играть, как и другие животные

      Когда исследователи начали изучать поведение мух, они даже не предполагали, что их ждет столь удивительное открытие. Оказалось, что мухи, как и собаки, приматы или даже дельфины, способны заниматься игривыми действиями просто ради удовольствия. Это открытие бросает вызов нашим представлениям о поведении и интеллекте насекомых, доказывая, что даже самые маленькие с...
      351
      Lion King 27 февраля 14:54

      Кто на самом деле придумал «Монополию»?

      Создавая в начале XX века игру, которая позже стала основой классической настольной игры «Монополия» (Monopoly), писательница, активистка и изобретательница Элизабет Мэги и представить не могла, что её творение превратится в гимн капитализму. Мэги, будучи прогрессивной мыслительницей, задумывала свою игру как критику богатых и влиятельных монополист...
      268
      Lion King 20 февраля 14:42

      Почему у одеколона "Тройной" такое название?

      Это был один из самых популярных в СССР парфюмов, а само средство появилось больше 300 лет назад. И название у него было совершенно не романтическое, а ведь он продается даже сейчас. Есть несколько версий происхождения названия "Тройной одеколон" Впервые это средство упоминается в 1694 году. Конечно, тогда он назывался иначе, но описывался как спир...
      1316
      Lion King 20 февраля 12:52

      Почему мы не помним себя в младенчестве?

      Если так задуматься, то я могу вспомнить какие то отрывки своего детства в 6 лет. В 7 лет уже больше, а в 5 скорее всего ничего не помню. Знаю, что многие ответят, что помнят себя чуть ли не с трех лет, но это скорее всего "рассказанные" воспоминания или того хуже - придуманные. Так почему же мы не помним свои ранние детские годы? Ответ на этот вопрос...
      1514
      Lion King 19 февраля 16:47

      Наушники Apple AirPods вызвали резкий рост расстройств мозга

      Эксперты бьют тревогу из-за использования беспроводных наушников Apple AirPods, которые спровоцировали всплеск неврологических расстройств среди молодёжи и детей, - сообщает издание Slaynews. Устройства для прослушивания с шумоподавлением рекламируются как более "безопасные", поскольку они более эффективно блокируют фоновые звуки. Идея разработчико...
      1277
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика