Учёные впервые воспроизвели эффект «кота Шрёдингера» при ненулевой температуре

05.04.2025 15:27:00 | iXBT.com

Австрийские ученые из Инсбрукского университета совершили настоящий прорыв в квантовой физике: им впервые удалось создать состояние, похожее на знаменитого кота Шредингера, при температурах, далеких от абсолютного нуля. Обычно считается, что тепло разрушает хрупкие квантовые эффекты, но этот эксперимент доказал обратное.

Изображение сгенерировано Kandinsky

Кот Шредингера — это образ из мысленного эксперимента, придуманного в 1935 году австрийским физиком Эрвином Шредингером. Он хотел показать необычность квантовой механики: представьте кота, запертого в ящике с механизмом, который может случайно выпустить яд при распаде радиоактивного атома. Пока ящик закрыт, нельзя точно сказать, жив кот или мертв, — в квантовом мире он одновременно находится в обоих состояниях. Этот парадокс долгое время проверяли в экспериментах с квантовыми частицами, но только при сверхнизких температурах. При таких условиях частицы почти не двигаются, а тепловые колебания, которые могут разрушить квантовое состояние, практически отсутствуют.

Однако ученые из Австрии задались вопросом: можно ли создать подобное состояние при более высоких температурах, когда частицы активно колеблются из-за тепла? Чтобы проверить это, они использовали специальное оборудование — микроволновые квантовые резонаторы. Внутрь поместили сверхпроводниковый кубит — базовый элемент квантового компьютера. С помощью особого метода исследователи смогли перевести кубит в состояние, напоминающее кота Шредингера, и, что удивительно, оно сохранялось даже при температуре 1,8 Кельвина (около -271,35 градусов). Это в 60 раз выше, чем температуры, обычно используемые в подобных экспериментах.

«Когда мы делились результатами с коллегами, многие были поражены. Все привыкли думать, что тепло уничтожает квантовые эффекты, но наши опыты показали, что это не всегда так», — отметил Томас Агрениус, один из авторов исследования.

Почему это важно? Раньше для работы с квантовыми состояниями требовались сложные и дорогие системы охлаждения, чтобы поддерживать экстремально низкие температуры. Новое открытие показывает, что такие условия не всегда обязательны. Это может упростить разработку квантовых устройств, таких как компьютеры или сенсоры, и позволит использовать в них наномеханические осцилляторы и другие элементы, которые невозможно полностью «заморозить».

Подробнее