Учени измениха опита с Котката на Шрьодингер с идея за създаването на квантов компютър

Физици от Йейлския университет в САЩ изведоха нова "порода" от Котката на Шрьодингер, "разполовявайки" я - тя може не само да бъде едновременно жива и мъртва, но и да се намира на различни места, се посочва в съобщение, публикувано в списание Science.

Котката а Шрьодингер е "участник" в мисловен експеримент, който е предложен от австрийския физик Ервин Шрьодингер през 1935 г. Експериментът се състои в следното: В затворена кутия е поставена котка. В кутията има механизъм, съдържащ радиоактивно ядро и съд с отровен газ. Параметрите на експеримента са така подбрани, че вероятността ядрото да се разпадне за 1 час е 50%. Ако ядрото се разпадне, механизмът се задейства, отваря съда с отровен газ и котката умира. Според квантовата механика, ако върху ядрото не се провежда наблюдение, състоянието му се описва като суперпозиция (смесване) на две състояния — разпаднало се ядро и неразпаднало се ядро, следователно, котката е жива и мъртва едновременно. Ако кутията бъде отворена, експериментаторът трябва да види кое да е от двете състояния — «ядрото се е разпаднало, котката е мъртва» или «ядрото не се е разпаднало, котката е жива».

Въпросът е следният: кога системата престава да съществува като смесване на две състояния и избира едно конкретно? Целта на експеримента — да покаже, че квантовата механика е непълна без някои правила, които показват, при какви условия се случва колапс на вълновата функция и котката става или жива, или мъртва, но не и едното, и другото едновременно.

Обратно на популярното мнение, Шрьодингер е замислил експеримента не защото е вярвал, че може да съществува живо-мъртва котка; напротив, смятал е квантовата механика за непълна и не докрай описваща реалността в дадения случай. Понеже котката може да бъде само жива или само мъртва (не съществува състояние живо-мъртъв), то това означава, че същото трябва да е вярно и за атомното ядро. То трябва да е или разпаднало се или неразпаднало се.

„Кутията“ за котка на Робърт Шоелкопф от Йейлския университет и колегите му представлява два отделни микровълнови резонатора, в които се създават такива условия, че фотоните могат да съществуват в тях само на определени дълги вълни. Тези резонатори са свързани помежду си посредством затворен свръхпроводник, който в случая играе ролята на изкуствен атом.

Изследователи достигнаха ново ниво в квантовата физика. Предричат квантов интернет

Ако в тези камери се пуснат няколко фотона, "изгубени" помежду си на квантово ниво, цялата структура се превръща в една котка на Шрьодингер, разделена на две части – това, което се случва с фотоните в един от резонаторите, ще се отрази на съдбата на частиците във втората камера. Това, което е интересно за съществуването на "котката", може да се разбере само в случай, че се отворят и двете "кутии" - в противен случай, наблюдателят ще види комплект от несвързани помежду си фотони.

Използвайки тази "клетка", физиците са успели да създадат изключително големи котки на Шрьодингер, състоящи се от общо повече от 80 фотона, което ни доближава до реализирането на макроскопична версия на такъв експеримент, в който можем да видим "котката" с невъоръжено око.

Според Шоелкопф,тяхната "котка" на първо място ще бъде интересна за физиците, занимаващи се с разработването на квантови компютри, тъй като нейната клетка е едновременно и клетка за квантова памет с рекорден срок на дейност, и устройство за коригиране на грешки в квантовите изчисления.