Группа учёных из Австрии и Испании совершила прорыв в квантовой физике, создав состояние суперпозиции при рекордно высоких температурах. Это открытие приближает эру практических квантовых компьютеров, работающих без экстремального охлаждения.
Квантовая суперпозиция перестала бояться тепла
Традиционно для создания квантовых состояний, подобных коту Шрёдингера, физики охлаждали системы до температур, близких к абсолютному нулю (−273,15°C). Новый эксперимент показал, что суперпозиция возможна при 1,8 кельвинах (−271,35°C). Хотя это всё ещё очень холодно, температура в 60 раз выше стандартных условий для подобных экспериментов.
"Шрёдингер предполагал в своём мысленном эксперименте живого — то есть «горячего» — кота. Мы хотели проверить, возможны ли квантовые эффекты без старта из «холодного» основного состояния"
Как создавали горячего квантового кота
Учёные использовали кубит, помещённый в микроволновый резонатор. Ключевые этапы эксперимента:
- Подготовка системы при температуре 1,8 К
- Точная настройка параметров резонатора
- Создание когерентной суперпозиции состояний
- Измерение времени декогеренции
Результаты показали, что квантовая интерференция сохраняется дольше, чем предполагали существующие модели. Это открывает новые возможности для квантовых вычислений.
Почему это важно для будущего технологий
Современные квантовые компьютеры требуют:
- Сложных криогенных систем стоимостью от 50 млн рублей
- Постоянного поддержания температур ниже 0,01 К
- Значительных энергозатрат на охлаждение
Новое исследование доказывает, что эти ограничения могут быть преодолены. Уже в 2024 году IBM представила прототип модульного квантового компьютера, работающего при комнатной температуре, но с крайне ограниченным временем когерентности. Последние результаты приближают нас к созданию стабильных высокотемпературных квантовых систем.
Что говорят эксперты
Доктор физико-математических наук Алексей Рубцов из МФТИ комментирует:
"Это исследование меняет парадигму. Если раньше мы считали температуру главным врагом квантовых состояний, то теперь видим — при правильных условиях тепловые флуктуации можно контролировать. Это как открыть новое измерение в квантовой инженерии."
Перспективы коммерциализации
Аналитики Quantum Computing Report прогнозируют:
- К 2028 году рынок высокотемпературных квантовых решений достигнет $2,5 млрд
- Снижение стоимости квантовых вычислений в 100 раз
- Появление гибридных классическо-квантовых процессоров для массового рынка
Эксперимент с "горячим котом" — не просто научное любопытство. Это шаг к квантовым технологиям, которые изменят вычислительную технику, криптографию и материаловедение. Следующая цель исследователей — достижение квантовой когерентности при температурах выше 10 К.