Ученые «запутали» на квантовом уровне рекордное число ионов

Ученые "запутали" на квантовом уровне рекордное число ионов© Fotolia/ montebell

МОСКВА, 10 июн – РИА Новости. Физики из Института стандартов и технологий США установили новый рекорд в «запутывании» частиц на квантовом уровне, объединив свыше двухсот ионов бериллия в единое квантовое целое, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

«Нам удалось получить чистое и неопровержимое свидетельство того, что все эти ионы действительно были запутаны между собой. В данном случае эти частицы представляют собой ценный ресурс, который можно использовать для создания квантовых симуляторов или для улучшения в точности работы атомных часов», — заявил Джастин Боннет (Justin Bohnet) из Института стандартов и технологий США.

Квантовое запутывание — это особое состояние материи, наблюдавшееся до сих пор только у элементарных частиц, поведение которых описывается законами квантовой механики, отличными от классических законов движения, выведенных Ньютоном. В состоянии квантового запутывания могут находиться две и более частиц, атомов или ионов.

Ученые "запутали" на квантовом уровне рекордное число ионов© РИА Новости. Сергей ВенявскийАмериканские физики сделали шаг на пути к компьютерам нового поколенияЗапутывание проявляется в том, что, будучи разделенными большими расстояниями, на которых никакие физические силы их уже не связывают, частицы ведут себя так, как будто между ними происходит какое-то взаимодействие, а изменение состояния одной частицы в системе приводит к закономерному изменению состояния другой. Как именно и с какой скоростью происходит передача информации о состоянии одной частицы к другой, ученым пока неизвестно. 

Как рассказывает Боннет, за последние годы ученые научились «запутывать» между собой две, три и около 20-30 частиц, однако при значительном превышении этой планки начинаются проблемы, которые мешали созданию систем из нескольких сотен запутанных атомов и ионов. Это является одним из основных препятствий на пути создания квантовых компьютеров.

Ученые "запутали" на квантовом уровне рекордное число ионов© NISTОблако из 219 «запутанных» ионов бериллия

Четыре года назад ученые из Института стандартов выяснили, что особое устройство, так называемая ловушка Пеннинга, может помочь преодолеть это ограничение. Она представляет собой особую камеру, в которой ионы удерживаются при помощи магнитных и электрических полей и запутываются при помощи лазерных лучей, манипулировавших состоянием спина ионов. Ученые "запутали" на квантовом уровне рекордное число ионов© Wang et al. / Science 2016Ученые смогли «разрезать» кота Шредингера на две половины

Работу этой системы ученые проверили на трехстах ионах бериллия-9, за «запутыванием» которых физики следили, наблюдая за тем, как светились эти атомы при облучении лазером. Как объясняют ученые, «запутанные» ионы порождают меньше помех и слабее искажают спектр излучения, вырабатываемого при поглощении энергии света и повторном ее испускании.

Как оказалось, текущая версия ловушки Пеннинга позволяет запутывать и управлять поведением 219 ионов бериллия, что является рекордным показателем для этой области квантовой физики. Как надеются ученые, дальнейшие эксперименты помогут создать первые полноценные квантовые симуляторы – «аналоговые» квантовые компьютеры, а также создать принципиально новые, более точные атомные часы.

Источник: ria.ru

Добавить комментарий

*