Американские ученые провели измерения квантовой системы, не нарушая ее равновесие.
Исследование было равносильно попытке заглянуть в метафорическую стальную камеру, в которой сидит воображаемый кот - объект мысленного эксперимента, предложенного в 30-х годах прошлого века австрийским физиком-теоретиком Эрвином Шредингером. Таким образом, "кот Шредингера" в ходе исследования остался жив, говорится в статье в журнале New Scientist.
В квантовой физике объекты могут находиться в нескольких состояниях одновременно - это явление называется суперпозицией. Шредингер иллюстрировал странные качества суперпозиции при помощи воображаемого кота в стальной камере, судьба которого зависит от распада радиоактивного атома. Он предложил считать, что внутри счетчика Гейгера находится маленькое количество радиоактивного вещества, которое в течение часа может либо распасться, либо нет. Если это случится, считывающая трубка запускает молот, который разбивает колбу с синильной кислотой. Если это происходит, животное погибает от отравления. По истечении часа кот будет или жив, если распада атома не произойдет, или мертв.
Не узнав состояния атома при проведении измерений, нельзя достоверно сказать, жив кот или мертв, указывал физик. В копенгагенской интерпретации, которую при помощи этого парадокса критиковал Шредингер, система перестает быть смешением состояний и выбирает одно из них в тот момент, когда происходит наблюдение. Эксперимент Шредингера должен был продемонстрировать, что в этом случае природа самого измерения определена недостаточно.
Идея команды ученых из американского университета Беркли состояла в том, чтобы провести наблюдение за системой, не нарушая состояния суперпозиции, пишет Slon.ru. Результатом должна была стать информация с долей недостоверности, которая в то же время может помочь в определении свойства объекта. Для эксперимента ученые собрали электрическую цепь со сверхпроводником, подобную той, которую используют при проектировании квантовых компьютеров, и ввели ее в состояние суперпозиции, зациклив между состояниями нуля и единицы.
Затем исследователи определили частоту осцилляции, не измеряя состояния нуля или единицы напрямую. Вмешательство ученых, которое длилось всего несколько сотых долей секунды, не нарушило состояние квантовой системы.
New Scientist отмечает, что практическая польза открытия состоит в его использовании для проектирования квантовых компьютеров будущего. Ранее исследовать суперпозиции без их разрушения не удавалось, и это препятствие было камнем преткновения для создания квантовых компьютеров. |
