Кот Шредингера спасен: физики думают, что нашли выход в знаменитом мысленном эксперименте

Кот Шредингера спасен: физики думают, что нашли выход

Австрийский физик Эрвин Шредингер оставил после себя сложную задачу, которую пытаются разгадать ученые из разных стран мира. Знаменитый эксперимент условно держит кота в коробке, что является иллюстрацией одной из определяющих характеристик квантовой механики . Считается, что поведение частиц на квантовом уровне не предсказуемо. И этот факт делает работу с квантовыми частицами невероятно затруднительной.

Но команда физиков заявила о готовности найти новый способ спасения кота Шредингера на уровне квантовых предсказаний. По мнению исследователей этот метод следует считать рабочим, поскольку он продемонстрировал возможность предсказывать нечто, называемое квантовым скачком.


Это предсказание может быть сделано даже в том случае, если изменить весь процесс от самого начала до самого конца. Проводя эксперименты с квантовыми частицами физики заявили, что им удалось найти способ, как спасти кота в коробке. Как известно, мысленный эксперимент заключается в невозможности заглянуть внутрь коробки, и потому нельзя узнать, жив кот или мертв.

Он может существовать в обоих состояниях до того момента, пока не будет открыта коробка. Вся эта воображаемая схема является метафорой явления, которому дали название квантовой суперпозиции. Частица или атом могут существовать в разных или сразу в нескольких квантовых состояниях одновременно. Как только это наблюдается и случайный переход во время этих наблюдений является квантовым скачком.

И именно этот скачок физики смогли не просто спрогнозировать, но и манипулировать им, осознанно изменяя результат. Инициаторами такого эксперимента стали исследователи из Йельского университета. Они использовали искусственные атомы - кубиты, которые также используются в качестве основных единиц информации в квантовом компьютере.


Каждый раз при измерении кубита, атом совершает новый квантовый скачок. Кубиты непредсказуемы в долгосрочной перспективе, их скачки могут вызвать проблемы в квантовых вычислениях. Проводя эксперименты, физики решили узнать — можно получить какой-либо предупреждающий сигнал о скором скачке. Для этого был разработан особый сверхпроводящий кубит.

Ученые использовали три микроволновых генератора для облучения кубита в герметичном трехмерном корпусе из алюминия. Микроволновое излучение переключило кубит между энергетическими состояниями, в то время как другой луч микроволнового излучения контролировал саму коробку. Пока кубит находится в основном состоянии, микроволновый луч производит фотоны.

Внезапное отсутствие фотонов означает, что кубит собирается совершить квантовый скачок в возбужденное состояние. Последующий, точно синхронизированный импульс излучения, способен вернуть вспять квантовый скачок после того, как он был обнаружен, или, если говорить метафорой — оставить кота Шредингера в живых.