Нове дослідження показало, що Айнштайн помилявся щодо квантової механіки

Альберт Айнштайн не був фанатом теорії квантової механіки, зазначаючи, що людські знання цієї царини неповні. Зокрема відомий вчений заперечував ідею квантової заплутаності, яка полягає в тому, що на стан однієї частинки може вплинути інша частинка, яка перебуває в іншому місці, неважливо наскільки далеко.

• Розміром у 100 Сонячних систем: астрономи зафіксували найбільший космічний вибух в історії

Деталі

З часів Айнштайна дослідження квантової механіки значно просунулися й підтвердили ідею квантової заплутаності, але тепер новий експеримент доводить це у раніше небачений спосіб.

У новому експерименті вчені використовували трубку довжиною 30 метрів, охолоджену до абсолютного нуля, щоб провести тест Белла: випадкове вимірювання двох заплутаних кубітів (квантових бітів) одночасно. Тест пропонує математичну нерівність, яка, якщо її порушити, показує, що теорія квантової механіки працює.

У цьому експерименті тест Белла не тільки виконується на більших відстанях, ніж намагалися раніше, але також виконується з використанням надпровідних схем, які, як очікується, зіграють значну роль у розробці квантових комп’ютерів. Квантовий фізик Саймон Шторц зі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха зазначає:

Завдяки нашому підходу ми можемо набагато ефективніше, ніж це можливо в інших експериментальних установках, довести, що нерівність Белла порушується. Це робить його особливо цікавим для практичного застосування.

Ці практичні програми можуть включати, наприклад, безпечні зашифровані комунікації.

Попри труднощі конструювання та тонкого налаштування машини, дослідники впевнені, що її також можна адаптувати для роботи у великих масштабах, розсуваючи межі того, що ми знаємо про квантову механіку. Квантовий фізик зі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха Андреас Валрафф зазначив, що у новій експериментальній установці використано 1,3 тонни міді та 14 тисяч гвинтів, які поєднуються з "величезною кількістю фізичних знань та інженерних ноу-хау".

Щоб усунути всі потенційні лазівки в тесті Белла, необхідно провести вимірювання за менший час, ніж потрібно для проходження світла з одного кінця в інший, що доводить відсутність обміну інформацією між ними.

З такою установкою світлу потрібно було 110 наносекунд, щоб подолати трубу, а вимірювання проводилися всього на кілька наносекунд менше. Дослідники використовували мікрохвильові фотони, щоб створити заплутаність. Було оцінено більше мільйона вимірювань, щоб показати порушення нерівності Белла.

Це найдовша відстань між двома переплутаними надпровідними кубітами, яка демонструє перспективність використання технології кубітів. Ця ж технологія, продемонстрована тут, з часом може знайти свій шлях до повномасштабних квантових комп’ютерів. Їх суть полягає у використанні кубітів для проведення обчислень, що уможливлює вирішення надскладних розрахункових завдань за максимально короткий час, адже кубіт одночасно виступає і як 0, і як 1, на відміну від звичних нам бітів, що використовуються для обчислень у звичних комп'ютерах.

Раніше ми повідомляли, що науковці спантеличені таємничим космічним об’єктом, який у 10 мільйонів разів яскравіший за Сонце. Він настільки яскравий, що за законами фізики мав вибухнути.