Vrlo je vjerojatno da ste čuli za paradoks mačke Schrödinger. Govorimo o hipotetičkoj mački unutar okvira, koja je istovremeno u dva stanja - živa i mrtva - dok ne otvorimo kutiju da bismo je pogledali. To je takozvana kvantna superpozicija. Dakle, fizičari sa sveučilišta Yale smislili su kako pohraniti oba stanja mačke u dvije kutije odjednom. Znanstvenici su podijelili svoj rad na stranicama časopisa Science.
Tehnički gledano, nema mačke. Govorimo o takozvanom "mačjem stanju", čiju ulogu igraju dvije (ili više) čestica koje se istovremeno nalaze u dva različita stanja. Desetljećima je Schrödingerova mačka bila samo hipotetski eksperiment, ali 2005. godine Nacionalni institut za standarde i tehnologiju SAD-a zapravo je u laboratorijskim uvjetima stvorio pravo „stanje mačke“. Da bi to učinili, upotrijebili su šest atoma u "spin up stanju" i u "spin down stanju". Da biste ga lakše razumjeli, zamislite kako sat istodobno ide u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. Od tada se njihovi eksperimenti s „mačjim stanjima“provode s fotonima.
Fizičari sa Sveučilišta Yale zauzvrat su mogli dostići novu razinu. Oni nisu samo koristili fotone u kvantnom superpoziciji stanja, već su ih i zapleli. To jest, drugim riječima, postigli su da će se, kad se stanje jednog fotona promijeni, stanje drugog fotona promijeniti, čak i ako su odvojeni jedan od drugog. Treba napomenuti da je ovo jedan od najsloženijih, zbunjujućih i najbizarnijih aspekata kvantne mehanike. Albert Einstein jednom je to nazvao "jezivom akcijom na daljinu".
"Imamo dvije male i jednostavne Schrödingerove mačke, obje u svojim kutijama i obje u stanju zamršenosti."
Da bi stvorili bogatstvo, znanstvenici su izgradili malu komoru s dvije odvojene aluminijske šupljine. Mikrovalni fotoni postavljeni unutra počeli su udarati u zidove šupljina, a zahvaljujući tome, znanstvenici su ih uspjeli kombinirati s umjetnim atomom superprevodnog safira. Rezultat toga su dvije vrste živih / mrtvih mačaka napravljenih od mikrovalne svjetlosti i istovremeno se nalaze u dvije različite kutije.
„Imamo veliku i pametnu mačku. To ne ostaje u jednoj kutiji, jer je kvantno stanje podijeljeno između dvije šupljine i ne može se opisati odvojeno , kaže glavni autor studije Chen Wang.
"Također možete razmotriti alternativu u kojoj su dvije male i jednostavne Schrödingerove mačke, svaka u svom okviru, u zbunjenom stanju."
Ovakva istraživanja vrlo su važna za budućnost kvantnog računanja. Za razliku od klasičnih računala koja koriste bitove, koji su nula i oni, kvantna računala pohranjuju informacije u takozvane qubite. Kubiti, zauzvrat, mogu biti u dva stanja odjednom - nula i jedno - baš kao što Schrödingerova mačka može biti istovremeno u stanjima "živa" i "mrtva" sve dok je nitko ne promatra. Možemo reći da je stanje superpozicije vrlo krhko. Stoga se kvantne informacije moraju zaštititi od bilo kakve buke iz okoliša. Naposljetku, i najmanja smetnja - na primjer, jedan foton se sudari s atomom koji se koristi za kodiranje i pohranjivanje vaših podataka - odmah će uzrokovati da cijeli sustav "dekodira". Drugim riječima, superpozicija kvantnog stanja će se izgubiti,što će dovesti do rušenja cijelog sustava.
Promotivni video:
Proučavanje stanja u koje može biti "mačka" je zanimljivo jer može biti vrlo korisno za pohranjivanje kvantnih informacija. Sposobnost stvaranja stanja mačaka u dva različita okvira, prema suavtoru studije Robertu Scholskoffu, "prvi je korak prema stvaranju logičke operacije između dva kvantna bita i otvaranju mogućnosti ispravljanja pogrešaka".
NIKOLAY KHIZHNYAK