Ученые продемонстрировали принципиально новый тип квантовой суперпозиции — явления, которое часто иллюстрируют знаменитым мысленным экспериментом с котом Шредингера.
Одна из самых удивительных особенностей квантовой механики заключается в том, что объекты могут одновременно существовать в нескольких состояниях. Конечно, легендарный кот Шредингера остается мысленным экспериментом, но ученые регулярно создают реальные квантовые суперпозиции в лабораториях. Атомы, свет и даже движение можно поместить одновременно в несколько квантовых состояний. Способность генерировать и контролировать такие состояния критически важна для квантовых компьютеров и сверхточных атомных часов.
Самый простой пример — квантовый бит, или кубит, который может существовать в комбинации 0 и 1 одновременно. Однако квантовые системы способны на гораздо большее. Квантовые гармонические осцилляторы, которые могут занимать множество энергетических уровней, открывают для ученых значительно более богатые возможности. Они описывают самые разные физические системы: свет, вибрации, движение захваченных частиц. Один из известных примеров — «кошачьи состояния», где осциллятор существует как суперпозиция двух волновых пакетов, движущихся в противоположных направлениях. Эти пакеты представляют собой когерентные состояния — наиболее близкие квантовые эквиваленты классического движения.
Специалисты Оксфордского университета продемонстрировали совершенно новое семейство квантовых суперпозиций. Вместо построения состояний из когерентных волновых пакетов, физики разработали технику, комбинирующую широкий спектр компонентов, которые уже являются глубоко неклассическими. Например, в суперпозициях сжатых состояний квантовая неопределенность распределена по-разному в каждой части состояния.
Источник: hi-tech.mail.ru