Считалось, что это невозможно: физики удерживали квантовое состояние рекордное время

Группа исследователей смогла создать квантовую суперпозицию, которая сохранялась 1400 секунд — в сотни раз дольше, чем обычно. Эксперимент открывает новые перспективы для квантовых измерений, вычислений и поиска неизвестных явлений в физике.

Обычно квантовая суперпозиция — состояние, в котором объект находится одновременно в нескольких состояниях, — разрушается за секунды или даже миллисекунды. Но в новом эксперименте физики смогли удерживать её в стабильном виде в течение 1400 секунд, то есть 23 минут 20 секунд. Результаты опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Учёные охладили тысячи атомов иттербия в специальной камере почти до абсолютного нуля (–273,15 °C) и зафиксировали их с помощью лазеров. В таких условиях можно максимально точно контролировать квантовые состояния. Каждый атом перевели в суперпозицию двух различных состояний — так называемое «состояние квантового кота».

Термин отсылает к мысленному эксперименту Эрвина Шредингера 1935 года. По его задумке, кот в герметичной коробке одновременно жив и мёртв до тех пор, пока её не откроют и не измерят состояние системы. В квантовой механике это отражает идею, что частица может находиться сразу в нескольких состояниях, пока не произойдёт наблюдение.

До этого момента физикам удавалось сохранять подобные состояния лишь на короткое время — из-за того, что атомы быстро «коллапсировали» в одно из конкретных состояний. Считалось, что удержать их значительно дольше может оказаться невозможным. Новый результат стал прорывом: учёные доказали, что устойчивую суперпозицию можно поддерживать гораздо дольше, чем предполагалось.

Авторы работы отмечают, что такие состояния крайне чувствительны к внешним воздействиям, поэтому их можно применять для поиска и изучения ещё не открытых явлений в квантовой физике. Кроме того, это достижение приблизит создание более надёжных квантовых приборов для вычислений и высокоточных измерений.

Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна?

Сверхзвуковой «Конкорд» возвращается: почему в США поменяли мнение о самолете

Новый вирус пугает пользователей соцсетей: «горло будто порезали лезвием»

Обложка: starline