Физики создали «кота Шредингера» внутри кремниевого чипа
Ученые из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) разработали методику управления квантовыми характеристиками отдельных атомов в кремниевых чипах, благодаря которой они начинают проявлять свойства, аналогичные знаменитому «коту Шредингера». Это достижение обещает ускорить разработку устойчивых к сбоям квантовых компьютеров, пишет Phys.org.
«В народе говорят, что у кошки девять жизней, и одна царапина ей не страшна. Наша же «квантовая кошка» обладает семью жизнями — чтобы случайно изменить сохраненное значение с нуля на единицу, она должна выдержать семь последовательных сбоев. Это существенно отличается от традиционных кубитов, которые теряют данные уже после первой логической ошибки», — комментирует ученый из UNSW Си Юй.
Авторы исследования подчеркивают, что их «кот Шредингера» представлен отдельным атомом сурьмы, интегрированным в специальный кремниевый чип. Чип похож на аналоги, которые находятся внутри обычных компьютеров и мобильных телефонов. При этом он имеет ряд дополнительных элементов, упрощающих изучение данных, закодированных в виде своеобразной магнитной оси вращения ядра атома.
«Поместив атомного «кота Шредингера» внутрь кремниевого чипа, мы получаем совершенный контроль над его квантовым состоянием — или, если хотите, над его жизнью и смертью. Более того, размещение «кота» в кремнии означает, что в долгосрочной перспективе эту технологию можно будет масштабировать, используя методы, аналогичные тем, которые мы уже применяем для создания компьютерных чипов, имеющихся у нас сегодня», — заявляет создатель чипа Даниэль Холмс из UNSW.
По словам специалистов, сурьма обладает тяжелым ядром с чрезвычайно высоким магнитным моментом. Из-за этого ее спин, представляющий собой направление магнитной оси ядра, может находиться в восьми различных положениях, а не в двух, как у большинства других частиц. Это кардинально меняет поведение системы на квантовом уровне, когда ученые пытаются одновременно закодировать в ней два противоположных направления спина — условия, напоминающие взаимоисключающие состояния «кота Шредингера».
Напомним: мысленный эксперимент с участием знаменитого кота был предложен Эрвином Шредингером в 1935 году для иллюстрации парадоксов квантовой механики. Он описал закрытую коробку, где находился кот и устройство, которое открывает емкость с ядом при распаде радиоактивного атома.
Распад может произойти в любое время, убивая кота, но ученые не смогут предсказать этот момент или убедиться в смерти животного без открытия коробки. Таким образом, согласно законам квантовой физики, кот остается одновременно живым и мертвым до тех пор, пока коробка закрыта. Ранее мы рассказали, как загадку легендарного мысленного эксперимента с неопределенным результатом удалось разрешить благодаря удивительной гипотезе.
