Російські фізики навчилися робити кішок Шредінгера «відгодував», тільки кращі огляди інтернету

Російські фізики навчилися робити кішок Шредінгера «відгодував», тільки кращі огляди інтернету

Фізики з Російського квантового центру, МФТІ, Фізичного університету РАН Університету та імені Лебедєва Калгарі створили методику підвищення амплітуди станів кота Шредінгера. Це дозволяє, наприклад, розширити кількість фотонів, що формують кота Шредінгера. У способу немає формального обмеження «коефіцієнта посилення» - в теорії він може дозволити створити макроскопічні квантові стану і «вказати на кордон між квантовим і хорошим світом».







Вивчення розміщено у виданні Nature Photonics.

Кот (або, в разі якщо бути точніше, кішка) Шредінгера - впізнаваний уявний експеримент, запропонований Ервін Шредінгер. У ньому тварина виявляється в коробці з отруйним газом, детектором радіоактивного розпаду і атомом радіоактивного ізотопу з відомим часом напіврозпаду. У разі якщо детектор спрацьовує, то газ випускається з капсули і кішка гине.

З позицій копенгагенської інтерпретації квантової механіки можна охарактеризувати стан ізотопу як суперпозицію двох станів - розпався і не розпався, причому можливість виявлення двох цих станів зрівняється через час напіврозпаду. Обидва цих стану існують в один момент. Це означає, що зараз тварина виявиться одночасно живим і мертвим.

Експериментальна установка (фрагмент). Російський квантовий центр

Досвід Шредінгера показував, як неприродними здаються закони квантової механіки по відношенню до макроскопическому світу. Але створення, наприклад, фотонів, що знаходяться в суперпозиції двох поляризацій вже є рутинною операцією в оптиці і квантової фізики. Одним з невирішених питань залишається те, як великий можливо сукупність, що знаходиться в квантової суперпозиції.

Схема установки. Зліва знаходяться два модуля, що генерують вихідні стану котів Шредінгера. Светоделітель в них дозволяють визначати моменти, в той час, коли генерація відбувається в один момент.







Поряд з цим з'являються обстановці, в той час, коли два заплутаних фотона в один момент відображаються - відповідно, жодного фотона не проходить через светоделітель. Виявляється, що поряд з цим два заплутаних фотона утворюють стан кота Шредінгера з подвоєною енергією.

Досвід був влаштований таким чином. На початковій стадії фізики в один момент генерували стислі стану світла за допомогою двох оптично нелінійних кристалів - вони грали роль початкових котів Шредінгера. Після цього ці стану направлялися на светоделітель.

На одному з виходів з светоделітель відбувалося вимір - в разі якщо з'ясовувалося, що ні одного фотона не вийшло в це плече приладу, то на другому плечі вивчався стан нового, більш «вгодованого» кота Шредінгера, що складався вже з двох фотонів.

З урахуванням можливості успішного з'єднання фотонів (один випадок з п'яти) буде потрібно близько п'яти тисяч вихідних «котів» щоб створити одного, що володіє в восьмеро більшою енергією.

Створення оптичних станів - «вгодованих» котів Шредінгера переслідує не тільки фундаментальні інтереси. Подібні об'єкти потрібні в протоколах квантової криптографії, квантової телепортації і без того потім. Поряд з цим, чим вище амплітуда стану (і чим більше в нього входить фотонів), тим надійніше працюють способи.

Існуючі методи дозволяють працювати з станами з маленькою амплітудою, але відсутність неточностей в них досягається величезним числом повторів.

Схема досвіду Хонга-У-Мандела. Обидва фотона в досвіді потраплять в однаковий детектор через їх непомітності. Wikimedia Commons

Ефект «склеювання» двох фотонів в одне нове стан віддалено нагадує другий впізнаваний досвід в квантовій оптиці. В ефекті Хонга-У-Мандела два нерозпізнаних фотона потрапляючи в один момент на светоделітель з різних сторін напівпрозорого дзеркала (що дає 50-відсоткову можливість пропускання і відбиття) в обов'язковому порядку продовжать рухатися по одній траєкторії (або один фотон відіб'ється, а другий пройде дзеркало повністю , або навпаки.

Це одне з відомих підтверджень квантової природи світла. На цьому ефекті була порівняно не так давно вибудувана схема створення Багатофотонні заплутаних станів.

Творець: Володимир Корольов

Російські вчені-фізики, які отримали Нобеля

цікаві записи

Популярні статті на сайті:

Неформальне об'єднання зміцнень Об'єднаного університету ядерних досліджень (ОІЯД) в Європейській організації та Дубні ядерних досліджень (ЦЕРН) в Женеві ...

Фізики з Прінстонського університету теоретично описали спосіб, завдяки якому можливо змусити одну сукупність цілком імітувати ...

Вчені намагаються розгадати незвичайну природу поведінки квантових частинок і з метою цього звернулися до хитромудрому ПО, щоб воно придумували немислимі досліди ....

Фізики з Росії, США і Німеччини створили нову платформу для інтегральних квантових сукупностей - кубітів, елементів пам'яті і логічних вентилів. В її…







Схожі статті