Легендарний уявний експеримент Ервіна Шредінгера, покликаний проілюструвати парадокси квантової механіки, отримав нове втілення. Фізики з Університету Нового Південного Уельсу змогли реалізувати аналог “кота Шредінгера” всередині кремнієвого чипа, використовуючи для цього атом сурми. Це відкриття не тільки демонструє дивовижні можливості квантового світу, але й відкриває шлях до створення більш стійких та надійних квантових комп’ютерів.
Останні новини: У Перу знайшли легендарний підземний лабіринт Чінкана
Вісім життів замість двох: переваги атома сурми
На відміну від традиційних квантових бітів (кубітів), які можуть перебувати лише у двох станах (“0” або “1”), спін ядра атома сурми, використаного в експерименті, має вісім різних станів. Ця особливість робить його значно стійкішим до помилок, що є однією з головних перешкод на шляху створення практичних квантових комп’ютерів.
Кіт Шредінгера: від теорії до практики
Щоб пояснити принципи квантової механіки, Ервін Шредінгер запропонував уявний експеримент з котом, поміщеним у закриту коробку з радіоактивною речовиною, лічильником Гейгера та отрутою. Розпад атома речовини з певною ймовірністю активує механізм, що вбиває кота. До моменту відкриття коробки, згідно з квантовою механікою, кіт перебуває в суперпозиції – він одночасно і живий, і мертвий.
В експерименті, описаному в журналі Nature Physics, вчені створили аналог цього кота, маніпулюючи станами ядра атома сурми, вбудованого в наноелектронний кремнієвий пристрій.
Сім життів для захисту від помилок
“Як відомо, у кішки дев’ять життів. Наша метафорична “кішка” має сім життів: щоб перетворити “0” на “1”, знадобиться сім послідовних помилок!” – пояснює Сі Юй, співавтор дослідження.
Ця стійкість до помилок досягається завдяки множинним станам спіна атома сурми, що утворюють суперпозицію, яку можна вважати “макроскопічною”, оскільки вона відбувається у більшому масштабі, ніж у випадку зі звичайними кубітами.
Кремнієвий чіп: шлях до масового виробництва
Важливою перевагою цього підходу є використання кремнієвого чіпа, що робить технологію потенційно масштабованою для масового виробництва. За словами вчених, вони отримали повний контроль над квантовим станом атома сурми всередині чіпа.
Виправлення помилок – ключ до надійності
Нова технологія дозволяє не тільки зберігати квантову інформацію, але й виявляти та виправляти помилки до того, як вони накопичаться та призведуть до спотворення даних. На наступному етапі дослідники планують реалізувати систему виявлення та виправлення квантових помилок на основі розробленого чіпа. Це є одним з найважливіших завдань у галузі квантових обчислень, вирішення якого необхідне для створення надійних та практично корисних квантових комп’ютерів.
Читайте також: Вчені знайшли ще один доказ того, що восьминоги є інопланетними тваринами
Підписуйся на наш Telegram-канал