Новое исследование показало, что Эйнштейн ошибался по поводу квантовой механики

Альберт Эйнштейн не был фанатом теории квантовой механики, отмечая, что человеческие знания этой области не полны. В частности, известный ученый отрицал идею квантовой запутанности, которая заключается в том, что на состояние одной частицы может повлиять другая частица, находящаяся в другом месте, неважно насколько далеко.

• Размером в 100 Солнечных систем: астрономы зафиксировали самый большой космический взрыв в истории

Детали

Со времен Эйнштейна исследования квантовой механики значительно продвинулись и подтвердили идею квантовой запутанности, но теперь новый эксперимент доказывает это ранее невиданным способом.

В новом эксперименте ученые использовали трубку длиной 30 метров, охлажденную до абсолютного нуля, чтобы провести тест Белла: случайное измерение двух запутанных кубитов (квантовых битов) одновременно. Тест предлагает математическое неравенство, которое, если его нарушить, показывает, что теория квантовой механики работает.

В этом эксперименте тест Белла не только выполняется на больших расстояниях, чем пытались раньше, но также выполняется с использованием сверхпроводящих схем, которые, как ожидается, сыграют значительную роль в разработке квантовых компьютеров. Квантовый физик Саймон Шторц из Швейцарской высшей технической школы Цюриха отмечает:

Благодаря нашему подходу мы можем гораздо эффективнее, чем это возможно в других экспериментальных установках, доказать, что неравенство Белла нарушается. Это делает его особенно интересным для практического применения.

Эти практические программы могут включать, например, зашифрованные безопасные коммуникации.

Несмотря на трудности конструирования и тонкой настройки машины, исследователи уверены, что ее можно адаптировать для работы в больших масштабах, раздвигая границы того, что мы знаем о квантовой механике. Квантовый физик из Швейцарской высшей технической школы Цюриха Андреас Валрафф отметил, что в новой экспериментальной установке использовано 1,3 тонны меди и 14 тысяч винтов, сочетающихся с "огромным количеством физических знаний и инженерных ноу-хау".

Чтобы устранить все потенциальные лазейки в тесте Белла, необходимо произвести измерение за меньшее время, чем нужно для прохождения света из одного конца в другой, что доказывает отсутствие обмена информацией между ними.

С такой установкой свету нужно было 110 наносекунд, чтобы преодолеть трубу, а измерения производились всего на несколько наносекунд меньше. Исследователи использовали микроволновые фотоны, чтобы создать запутанность. Было оценено более миллиона измерений, чтобы показать нарушение неравенства Белла.

Это самое длинное расстояние между двумя перепутанными сверхпроводящими кубитами, которое демонстрирует перспективность использования технологии кубитов. Эта же технология, продемонстрированная здесь, со временем может найти свой путь к полномасштабным квантовым компьютерам. Их суть заключается в использовании кубитов для проведения вычислений, что позволит решать сверхсложные расчетные задачи за максимально короткое время, ведь кубит одновременно выступает и как 0, и как 1, в отличие от привычных нам битов, используемых для вычислений в обычных компьютерах.

Ранее мы сообщали, что ученые озадачены таинственным космическим объектом, который в 10 миллионов раз ярче Солнца. Он настолько ярок, что по законам физики должен был взорваться.