Представьте, что две частицы могут мгновенно "чувствовать" друг друга, даже если их разнести в разные концы галактики. Это не магия, а квантовая запутанность — одно из самых удивительных явлений в природе. Недавно учёные впервые смогли создать такое состояние между атомными ядрами на обычном кремниевом чипе. Почему это так важно? Да потому что именно из кремния делают все современные процессоры для компьютеров и смартфонов. Это открытие может привести к тому, что квантовые компьютеры будущего будут производить на тех же заводах, что и обычную электронику. Мы стоим на пороге настоящей технологической революции.
Танец частиц: как учёные поймали квантовую запутанность
Чтобы понять суть открытия, представьте двух танцоров, которые идеально синхронно двигаются, даже не видя друг друга. Если один меняет движение, второй мгновенно повторяет его. Примерно так ведут себя запутанные частицы. Это свойство — основа для квантовых компьютеров, которые смогут решать задачи, непосильные даже для самых мощных современных суперкомпьютеров. Например, моделировать сложные молекулы для создания новых лекарств или взламывать шифры, которые сегодня считаются абсолютно надёжными.
Проблема в том, что квантовая запутанность — невероятно хрупкое состояние. Любое внешнее воздействие — вибрация, изменение температуры или даже простое измерение — может его разрушить. Учёные сравнивают это с попыткой удержать равновесие карандаша, стоящего на острие. До сих пор эксперименты проводились в идеальных лабораторных условиях: при температурах, близких к абсолютному нулю, в вакуумных камерах, на специальных материалах. Новое исследование всё меняет.
Раньше ядра атомов пытались запутывать, размещая их очень близко друг к другу и связывая через общий электрон. Это напоминало попытку заставить двух людей танцевать вальс, связав их руки верёвкой. Метод работал, но был крайне неудобен для масштабирования. Австралийские исследователи предложили принципиально другой подход — дать каждому ядру собственного "партнёра" для танца.
Как устроен прорывной эксперимент
Гениальность метода в том, что учёные использовали индивидуальных "посредников" для связи между ядрами. Они взяли стандартный кремниевый чип и внедрили в него атомы фосфора. Электроны и выступили в роли переводчиков, обеспечивающих взаимодействие между ядрами на расстоянии около 20 нанометров — это в 5000 раз тоньше человеческого волоса.
Расстояние между ядрами сравнимо с размерами элементов в современных процессорах. Это означает, что для создания квантовых процессоров не нужно строить новые заводы — можно использовать уже существующие производства.
Методика напоминает организацию работы в большом офисе. Если раньше все сотрудники должны были сидеть в одной комнате и перешёптываться (что ограничивало масштаб), то теперь у каждого есть персональный ассистент, который может передавать сообщения на расстоянии. Это не только позволяет увеличить количество связанных частиц, но и даёт больший контроль над каждой из них.
Что это значит для обычных людей
Самое очевидное применение — создание квантовых компьютеров, способных решать задачи, неподвластные класические компьютеры. Например, точное моделирование молекул для разработки новых лекарств. Квантовый компьютер мог бы делать это за дни или даже часы. Другая область — криптография: современные методы шифрования станут уязвимыми
Но возможно, более важно то, что квантовые компоненты теперь можно интегрировать в обычные чипы. Это открывает путь к созданию гибридных устройств. Представьте смартфон с квантовым сопроцессором для сложных расчётов или медицинский сканер, анализирующий биомолекулы в реальном времени.
Конечно, до практического применения ещё далеко. Учёным предстоит увеличить количество запутанных кубитов, разработать методы коррекции ошибок и повысить стабильность системы. Однако сам факт демонстрации квантовой запутанности на кремниевом чипе — огромный шаг вперёд. Возможно, через десятилетия мы будем вспоминать этот эксперимент как момент, когда квантовые вычисления стали из лабораторной curiosities практической технологией.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые статьи и ставьте нравится.
Инвестируйте в российские Дирижабли нового поколения: https://reg.solargroup.pro/ecd608/airships/?erid=2VtzqwwxGTG
