Кот Шрёдингера сохранил суперпозицию после распила на две коробки



    Учёные из Йельского университета преподали небольшой урок квантовой магии с помощью новой версии известного мысленного эксперимента Эрвина Шрёдингера с котом, который находится в квантовой суперпозиции, то есть в двух состояниях одновременно. Это вполне обычное состояние квантовых частиц, например, фотонов. Суперпозиция сохраняется, пока не произведут измерение, после чего фотон выбирает одно из двух возможных состояний.

    Сейчас физики вывели эксперимент на новый уровень. Учёные распилили воображаемого кота на две половины (Alice и Bob) и положили их в две коробки. Эксперимент провели в реальных лабораторных условиях. Роль кота Шрёдингера играли электромагнитные волны.

    Во время эксперимента для электромагнитных частиц сконструировали два алюминиевых ящика — микроволновых резонатора, внутри которых фотоны могут существовать только на определённых длинах волн. Резонаторы связали между собой каналом из сверхпроводящего сапфирового чипа и алюминиевого проводника, по которому проходит электрический сигнал.


    Параметры двух ящиков

    Суть эксперимента в том, что в резонаторы запускали «запутанные» фотоны, то есть фотоны, связанные между собой на квантовом уровне. Физики определили, что спутанность фотонов действительно сохраняется в ящиках. То есть если в первом ящике фотон принял определённое состояние, то у связанного с ним фотона во втором ящике — противоположное состояние. Другими словами, у связанных фотонов в каждый момент времени два противоположных состояния, как у кота Шрёдингера.

    «Механическим аналогом этого может быть маятник, который движется влево и вправо одновременно», — объяснил Чен Ван (Chen Wang), один из авторов научной работы.



    Чтобы доказать спутанность фотонов без измерения их состояния, физики подсчитывали количество фотонов в каждом ящике, пишет New Scientist. В каждом из них иногда было чётное количество фотонов, а иногда — нечётное, но сумма всегда была чётной, что соответствует целостному состоянию кота Шрёдингера.

    Таким образом, кот Шрёдингера и квантовая запутанность действительно сохраняются при разделении на две половины — это ключевой принцип в технологии создания квантовых компьютеров.

    Научная работа опубликована в журнале Science (doi: 10.1126/science.aaf2941).
    Ads
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More

    Comments 36

      +4
      Ну да, все правильно. Весна же :D (котики размножаются)
        +4
        Ну не почкованием же))
          0
          Зависит от котиков :)
            +4
            Действительно, ведь кошки размножаются умножением
              0
              Ну так и в опыте не почкованием. Деление — наше все:)
            +9
            Эксперимент провели в реальных лабораторных условиях.

            Блин, на этой фразе мне в первую секунду даже страшно стало.
              +2
              После прочтения следующего предложения, как-будто камень с души упал…
              +20
              >«Механическим аналогом этого может быть маятник, который движется влево и вправо одновременно», — объяснил Чен Ван (Chen Wang), один из авторов научной работы.
              Сразу стало всё понятно…
                +1
                Плохая аналогия, как котёнок с дверцей.
                  +9
                  Мне в голову приходит только аналогия кота, который одновременно выходит на балкон и заходит с балкона. Он сначала мявканьем заставляет меня открыть ему дверь, а потом занимает суперпозицию в проходе и ждёт, когда я замёрзну и покроюсь инеем, стоя рядом с ним и ожидая, когда же он примет одно из возможных состояний (внутри или снаружи квартиры)
                  +5
                  Понимаете, приводить невнятные аналогии — это как есть арбуз без косточек.
                    0
                    кот в коробке-как ассоциативный прием(обозвал как мог, простите если есть более правильн)… насколько вообще корректно пилить кота?(того который прием)
                    каламбурица какая то((или использование «кота» для пиара…
                    0
                    Мне почему-то кажется, что это как два маятника, один из которых движется влево, а второй вправо, но вот какой в какую сторону не известно.
                      0
                      По моему, совершенно очевидно, что одновременно в право и лево, это вполне конкретное ортогональное движение (ну это как лебедь рак и щука по сумме векторов).
                    +2
                    > Учёные распилили воображаемого кота на две половины (Alice и Bob) и положили их в две коробки.
                    > Эксперимент провели в реальных лабораторных условиях.
                    > Роль кота Шрёдингера играли электромагнитные волны.

                    После этих слов я понял, что кто-то заработался — или я, или Ализар, или… кот?
                      +1
                      Читайте оригинал, там хотя бы что-то объяснено внятно (хотя тоже основательно зажурналюгано). А на этой статье даже мой ко многому привычный ализарометр зашкалил.
                      +3
                      Завтра заголовки в газетах — «Ученые убивают животных».
                        +1
                        Не убивают, а распиливают, кот же не умер [и умер одновременно]. Прямо таки магия.
                        Хотя, думаю, реальный кот такого бы отношения к себе не оценил.
                          +1
                          Ок. Аршинный заголовок «Ученые убивают животных» и мелким шрифтом «И не убивают, причем одновременно». :)
                        –1
                        Квантовый дождевой червяк.
                          0
                          То, что разделенный надвое дождевой\земляной червь продолжает свое существование в качестве двух отдельных особей — миф. Чтобы это понять, достаточно посмотреть на его строение.

                          Однако, они в _некоторых_ случаях могут регенерировать:
                          «Earthworms have the ability to regenerate lost segments, but this ability varies between species and depends on the extent of the damage.»
                          +2
                          Таким образом, кот Шрёдингера и квантовая запутанность действительно сохраняются при разделении на две половины — это ключевой принцип в технологии создания квантовых компьютеров.
                          [irony] Ага, т.е. технология создания квантовых компьютеров уже есть, но при этом, ни одного квантового компьютера еще нет. Ну прямо компьютер Ализара Шрёдингера, не иначе :) [/irony]
                            +5
                            Настоящие квантовые компьютеры существуют и не существуют одновременно. А если вы попробуете потыкать в них палочкой, чтобы убедиться в их реальности, они коллапсируют в обычные, классические, компьютеры.
                              0
                              как же D-Wave ??
                              –1
                              Интересно, что будет, если эти два ящика разделить еще напополам — получится, что котов уже четыре?)
                                0
                                Интересно было бы проверить, как быстро фотоны реагируют на изменение своей 2 половинки, т.е. можно ли передавать при этом информацию на скоростях выше скорости света…
                                  +1
                                  Передавать информацию так вообще нельзя, а что касается скорости света, то неоднократно проводились эксперименты в которых время между измерениями каждой из запутанных частиц было меньше чем требуется свету чтобы долететь от одной из таких частиц до другой.
                                    0
                                    Насколько я помню «школьный» курс физики, там ситуация (в теории) такая: фотон реагирует на изменение связанного с ним мгновенно, но информация при этом не передается — поскольку состояние остается смешанным (неопределенным).
                                    Если на примере котиков, то было два кота-близнеца. Оба живы с вероятностью 50% (Здесь подразумевается вероятность обнаружить результат при измерении. ну или в используемых выше терминах в равной степени жив и мертв). В коробку с первым выстрелили из ружья. Вероятность того, что он жив стала, к примеру, 40%; а для второго 60%. Но вот проблема в том, чтобы измерить эту вероятность. Если я не ошибаюсь, в экспериментах со спутанными фотонами убеждаются в том, что состояние изменилось на определенное, заранее известное. Для этого на фотон воздействуют таким образом, чтобы он из этого определенного смешанного состояния перешел в чистое состояние (например чисто мертвый кот). и вот это уже можно проверить. Однако для того, чтобы узнать, что нужно делать со вторым фотоном, нужно так же знать, что произошло с первым. Поэтому информация таким образом не передаётся.
                                    Впрочем когда в школе что-то объясняют, зачастую сильно лукавят — ради упрощения.
                                  0
                                  котята котов Шредингера — их как бы нет, но обувь подозрительно пахнет )
                                    0
                                    Мучают котиков. Неужели не могли просто подкинуть монету и на этом успокоиться. Совсем без котика. В принципе то же самое. Пока не подбросим, суперпозиция будущего сохраняется до нашего действия.
                                      0
                                      Демон Лапласа не дремлет, теоретически, можно определить результат до совершения действия над макрообъектом, в отличие от няшных котов-волн в резонаторах.
                                        0
                                        В эксперименте ( http://lenta.ru/news/2016/05/27/cat/ ) как раз ушли от минималистичного кота к объёмному. В нём осциляция фотонов происходит одновременно. Либо кот в ящике обнаружен, либо нет. А в многоатомной монете появляется одно из двух физических положений материи. Половинки монеты связаны тем же философским смыслом. Как ляжет одна, так ляжет и другая.
                                      0
                                      > В каждом из них иногда было чётное количество фотонов, а иногда — нечётное, но сумма всегда была чётной
                                      Небольшой урок квантовой арифметики: сумма двух нечетных чисел всегда четная.
                                        +1
                                        Небольшой урок эксперементального подсчета — может получится в одном объеме четное, в другом — нечетное. То, что вы процитировали означает, что количество фотонов в двух обьемах либо в двух четное, либо в двух нечетное.
                                          0
                                          Всё верно. Маятник ложится в любую сторону. Как и монета.
                                        0
                                        ну вот прочел и ничего не понял. а посмотрел картинку и схему — все понятно.

                                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.