Je pravdepodobné, že ste počuli o Schrödingerovom mačacom paradoxe. Hovoríme o hypotetickej mačke vo vnútri škatule, ktorá je súčasne v dvoch stavoch - živých a mŕtvych - až kým ju neotvoríme, aby sme sa pozreli. Toto je tzv. Kvantová superpozícia. Fyzici na Yale University teda prišli na to, ako uložiť oba stavy mačky do dvoch škatúľ naraz. Vedci zdieľali svoju prácu na stránkach časopisu Science.
Technicky vzaté, neexistuje mačka. Hovoríme o takzvanom „mačanom stave“, ktorého úlohu zohrávajú dve (alebo viac) častice, ktoré sú súčasne v dvoch rôznych štátoch. Po celé desaťročia bola Schrödingerova mačka iba hypotetickým experimentom, ale v roku 2005 Americký národný inštitút pre normy a technológie v laboratórnom prostredí skutočne úspešne vytvoril skutočný „stav mačiek“. Na to použili šesť atómov v „spin-up“a „spin-down“stave. Aby ste ľahšie porozumeli, predstavte si, že hodiny idú súčasne aj proti smeru hodinových ručičiek. Od tej doby sa ich experimenty s „stavmi mačiek“uskutočňujú s fotónmi.
Fyzici z univerzity v Yale zase dokázali dosiahnuť novú úroveň. Fotóny nepoužívali iba v kvantovej superpozícii štátov, ale tiež ich zapletli. Inými slovami, dosiahli, že keď sa zmení stav jedného fotónu, zmení sa stav druhého fotónu, aj keď sú od seba navzájom oddelené. Je potrebné poznamenať, že toto je jeden z najzložitejších, mätúcich a bizarných aspektov kvantovej mechaniky. Albert Einstein kedysi označoval toto všetko za „strašidelnú akciu na diaľku“.
„Máme dve malé a jednoduché Schrödingerove mačky, a to v škatuliach aj v zapletenom stave.“
Vedci postavili malú komoru s dvoma samostatnými hliníkovými dutinami, aby vytvorili šťastie. Mikrovlnné fotóny umiestnené vnútri začali biť do stien dutín, a vďaka tomu ich vedci dokázali spojiť s umelým atómom supravodivého zafíru. Výsledkom sú dva druhy živých / mŕtvych mačiek vyrobených z mikrovlného svetla a sú súčasne v dvoch rôznych škatuliach.
"Máme veľkú a šikovnú mačku." Nezostane v jednom rámčeku, pretože kvantový stav je rozdelený na dve dutiny a nedá sa opísať samostatne, “hovorí hlavný autor štúdie, Chen Wang.
„Môžete tiež zvážiť alternatívu, v ktorej sú dve malé a jednoduché Schrödingerove mačky, každá vo svojej vlastnej krabici, v zmätenom stave.“
Výskum, ako je tento, je veľmi dôležitý pre budúcnosť kvantového počítania. Na rozdiel od klasických počítačov, ktoré používajú bity, ktoré sú nulami a nulami, kvantové počítače ukladajú informácie do takzvaných qubitov. Qubits, zase, môžu byť v dvoch stavoch naraz - nula a jeden - rovnako ako Schrödingerova mačka môže byť súčasne v stave „živý“a „mŕtvy“, pokiaľ to nikto nepozoruje. Môžeme povedať, že stav superpozície je veľmi krehký. Kvantové informácie musia byť preto chránené pred akýmkoľvek druhom environmentálneho hluku. Najmenšia interferencia - napríklad jeden fotón sa zrazí s atómom, ktorý sa používa na kódovanie a ukladanie vašich informácií - okamžite spôsobí „dekódovanie“celého systému. Inými slovami, superpozícia kvantového stavu sa stratí,čo povedie k zlyhaniu celého systému.
Propagačné video:
Štúdium stavov, v ktorých môže byť „mačka“, je zaujímavé, pretože môže byť veľmi užitočné na ukladanie kvantových informácií. A schopnosť vytvárať stavy mačiek v dvoch rôznych rámčekoch je podľa spoluautória štúdie Roberta Scholskoffa „prvým krokom k vytvoreniu logickej operácie medzi dvoma kvantovými bitmi a otvoreniu možnosti opravy chýb.“
NIKOLAY KHIZHNYAK