• РЕГИСТРАЦИЯ

Эксперимент с квантовым котом побил рекорд, продержавшись 1 400 секунд

4 1158

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...

    Цена «миротворчества» Трампа

    Любой американский президент, предпринимая некие действия на международной арене решает, прежде всего, свои внутренние проблемы. Трамп не исключение. Его задача закрепить и сделать необ...

    Оружие для диктатуры

    Не только перепуганные мирными обещаниями Трампа украинцы, но и часть российских экспертов никак не может понять зачем Трампу договариваться с Байденом о разрешении Украине наносить уда...

    «Пока радовались ATACMS»: уникальный украинский завод «Импульс» взлетел на воздух

    В ночь с 19 на 20 ноября в городе Шостка Сумской области раздался сильный взрыв, масштабы которого, судя по появившимся видеоматериалам, намного превышают обычные взрывы ATACMS. Военный...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Lion King Вчера 12:45

      Так что же случилось с Эдгаром По?

      Всемирно известный американский писатель Эдгар Аллан По был достаточно противоречивой личностью. И чем старше он становился, тем противоречия, рождающиеся внутри мастера загадок и тайн, усиливались и крепли. Поэтому мрачная смерть писателя служит, скорее всего, достойным завершением яркой жизни, которую Эдгар посвятил созданию, леденящих кровь, детективных историй...
      1015
      Lion King 16 ноября 10:26

      Киммерийцы: что случилось с загадочным народом древнего мира

      Киммерийцы - загадочный народ, упоминающийся в древнегреческих и древневосточных источниках, сегодня имеет определённое место в истории. Киммерийцы выделились в ходе распада так называемой срубной археологической культуры, существовавшей во II тысячелетии до н.э. в степной полосе от Урала до Дуная. В «Одиссее», созданной в VIII веке до н.э., мелькае...
      737
      Lion King 13 ноября 14:43

      В Кении обнаружен новый вид червей, питающихся пластиком

      Биологи из Кении обнаружили новый вид мучных червей, которые могут питаться полистиролом, присоединившись к небольшой группе насекомых, способных разлагать пластик. В его кишечнике обитают особые популяции бактерий, которые вырабатывают ферменты, эффективно разлагающие полистирол. Это открытие может проложить путь к новой устойчивой стратегии переработки отходо...
      437
      Lion King 10 ноября 13:46

      Дойдет ли такая вундервафля до боевых действий?

      Razor – реактивный БпЛА от американской компании Mayman Aerospace. Дрон предназначен для разведывательных и логистических задач, в частности, способен нести ракеты "воздух-земля" Brimstone или "воздух-поверхность" Hellfire на расстояние до 320 км. Дрон осуществляет взлёт и посадку вертикальным способом (VTOL)   БпЛА способен не...
      749
      Lion King 10 ноября 10:44

      Советский пистолет «монстр»: как стрелял ВАГ-73

      Советские инженеры создали не только большое количество стрелкового оружия, которое затем успешно применялось в войсках и правоохранительных органах, но и немало оригинальных, а порой и вовсе фантастических для своего времени изделий. Один из таких образцов - пистолет ВАГ-73. Новатор-самоучка Удивительно то, что изделие было разработкой не какого-то конст...
      2469
      Lion King 3 ноября 16:34

      Мифы о дефибрилляторе

      Стандартная раскадровка из медицинского сериала: «Мы его теряем!», тонкая ровная линия на мониторе, крутой врач уже «растирает» дефибриллятор в руках, «Разряд!», спина пациента выгибается от удара, полоска заиграла зигзагами, жизнь спасена, все счастливы. Вот только в реальной жизни все не так. В действительности, приклады...
      1387
      Lion King 3 ноября 10:38

      В России исчез остров площадью 53 гектара

      В архипелаге Земля Франца-Иосифа полностью растаял остров Месяцева, сообщается на сайте Русского географического общества.   «Мы следили за ним в 2020–2022 годах. Теперь остров окончательно растаял», — заявил доцент МАИ, кандидат технических наук Алексей Кучейко. Как отмечается, причиной этого стало глобальное потепление. ...
      603
      Lion King 30 октября 13:43

      Почему при ядерной войне не будет никаких "ядерных грибов"?

      Когда Голливуд показывает ядерную войну, то обязательно на горизонте возникают "ядерные грибы" при применении ядерного оружия. Люди смотрят на это, офигевают и следом приходит ударная война. На самом деле ничего такого не будет. И хотя именно так рисуют ядерную войну во всевозможных книгах и голливудских фильмах, всё это – не более чем художе...
      2399
      Lion King 27 октября 17:21

      Это рак: зачем Микеланджело изобразил на фреске больную женщину

      Изучать произведения искусства на предмет медицинских диагнозов и паталогий персонажей - не чья-то прихоть, а научное направление, называется иконодиагностика. Дело это новое - первые рекомендации для ученых были сформулированы в прошлом году. Отдельных специалистов-иконодиагностов нет, проводит исследования команда из экспертов по биомедицине, истории медицины...
      1785
      Lion King 24 октября 09:47

      Суперклей:случайное открытие, которое изменило мир

      Суперклей – неотъемлемая часть любого набора инструментов, вместе с изолентой и WD-40. Но знаете ли вы, что это революционное изобретение родилось благодаря случайности? История суперклея – это удивительный рассказ о везении и гениальности американского химика, который сделал одно из самых популярных открытий XX века.   Гарри Кувер родился 6...
      1703
      Lion King 20 октября 16:53

      Как черная икра стала деликатесом?

      На Руси чёрная икра известна с 13-го века. Иногда её называли словом «кавиар», которое пришло к нам из турецкого языка. В те времена её сушили, коптили и варили с кашами и супами. Засаливать икру для закусок стали только в 19-ом веке. Раньше икра была доступна для самых широких масс: её подавали и на царский стол, и на крестьянский. Охотники, рыбаки...
      1147
      Lion King 11 октября 18:44

      Смерть в полете. Врач Ломакин рассказал, почему люди умирают в самолетах

      Свежая новость — пилот «Турецких авиалиний» умер во время рейса Сиэтл — Стамбул. Самое необычное в ней то, что это пилот, к смертям и приступам у пассажиров мы уже привыкли. О них сообщают достаточно часто. Врачам хорошо известно, почему так бывает. Самая главная «авиационная болезнь» — тромбозы. На каждые 6000 перелето...
      1496
      Lion King 28 сентября 21:07

      "Чужой: Ромул"-о чем фильм и краткий обзор по нему от Пучкова (Гоблина)

      В международный прокат вышел новый фильм "Чужой: Ромул". Это уже седьмой фильм во франшизе «Чужой». Фильм снова космический хоррор в закрытом пространстве. Краткое описание сюжета: 2142 год, колония Джексон на дальних просторах галактики. Здесь во благо корпорации «Вейланд-Ютани» трудятся шахтеры. Контракты пре...
      2540
      Lion King 16 сентября 17:13

      Нейросеть посчитала эту картину подделкой

      Нейросеть посчитала подделкой картину «Самсон и Далила» из лондонской Национальной галереи. По словам учёных, «каждый фрагмент, каждый квадрат определялся как фальшивый с вероятностью более чем 90%». Теперь они ещё больше уверены, что картинку написал не Питер Пауль Рубенс. Швейцарские эксперты из компании Art Recognition с помощью не...
      1099
      Lion King 13 сентября 20:00

      5 фильмов, которые однозначно лучше книг, по которым они сняты

      Извечный спор о том, что лучше — книга или фильм, продолжается десятилетиями. Но иногда случается невероятное: талантливые режиссеры и актеры создают настолько потрясающие экранизации, что они превосходят свои литературные первоисточники. Давайте рассмотрим 5 удивительных случаев, когда магия кино превзошла силу печатного слова. Приготовьтесь удивиться и...
      2543
      Lion King 5 сентября 12:37

      Ученые посчитали, сколько раз вымирала жизнь на Земле

      Наша планета — свидетельница множества катастроф, которые кардинально меняли облик жизни на Земле. Мы знаем, как минимум о пяти крупных массовых вымираниях, когда исчезали целые группы живых организмов. Однако, новые исследования показывают, что эта цифра может быть гораздо больше. Пять великих вымираний Первое из известных нам массовых вымираний, прои...
      1803
      Lion King 4 сентября 17:43

      Что это за стеклянные шарики, которыми играла советская детвора во дворах

      Многие из тех, чье детство пришлось на бытность Советского Союза, должны прекрасно помнить загадочные стеклянные шарики. Для советской детворы прозрачные изделия были настоящим карманным сокровищем, играя роль эрзац-валюты. При этом не только для большинства детей, но и для основной массы взрослых происхождение стеклянных шариков оставалось тайной, покрытой мраком...
      5552
      Lion King 4 сентября 14:34

      Представлен высокоскоростной поезд «Белый кречет»

      Полномасштабный макет вагона российского высокоскоростного поезда «Белый кречет» представили в Москве, на Манежной площади в рамках выставки «Станция Манеж. Московский транспорт — 2030». «Разработка идет в полном соответствии с графиком. В I квартале 2026 года конструкторская документация должна быть утверждена и начнется изг...
      915
      Lion King 2 сентября 21:15

      Голыми пальцами тыкать в экран смартфона опасно для здоровья

      Речь идёт о комплексном негативном влиянии на здоровье пользователя. Дело в том, что смартфон постоянно создаёт электрические сверхнизкие магнитные микрополя, которые хаотично пульсируют в заданном спектре. Если часто держать устройство в руке, то это приводит к неврозам, зависимости и заболеваниям, поскольку тело вынуждено реагировать на электромагнитные импульсы...
      1115
      Lion King 1 сентября 14:30

      Убивают до миллиона человек в год: кто возглавляет топ смертоносных для людей существ

      Комары убивают до миллиона человек в год — они оказались самыми опасными для человека существами, а акулы даже не попали в топ-10.   «Смертность от болезней, вызванных укусами комаров, по разным оценкам, составляет от 750 тыс. до 1 млн человек в год. Это больше, чем у всех других представителей топа опасных видов, вместе взятых. Для сравн...
      1142
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика