Ученые смогли «разрезать» кота Шредингера на две половины

Кот Шредингера является «участником» мысленного эксперимента, который был предложен австрийским физиком Эрвином Шредингером в 1935 году, в ходе которого в закрытый ящик помещаются кот и механизм, открывающий емкость с ядом в случае распада радиоактивного атома (что может случиться или не случиться).

В соответствии с принципами квантовой физики кот является одновременно и живым, и мертвым. Отсюда берет свое начало термин «квантовая суперпозиция» — совокупность всех состояний, в которых может одновременно находиться кот. Сегодня физики активно пытаются создать такого кота Шредингера, которого можно было бы увидеть невооруженным глазом.

Роберт Шоелкопф (Robert Schoelkopf) из Йельского университета (США) и его коллеги «вырастили» усовершенствованную модель такого квантового «животного», научившись разделять кота Шредингера на отдельные, но, тем не менее, зависящие друг от друга части.

«Ящик» для их кота представляет собой два особых микроволновых резонатора, внутри которых создаются такие условия, что фотоны, частицы света, могут существовать в них только на определенных длинах волн. Эти резонаторы связаны между собой при помощи замкнутого сверхпроводника, который в данном случае играет роль искусственного атома.

Если в эти камеры запустить несколько фотонов, «запутанных» между собой на квантовом уровне, то вся эта конструкция превращается в единого кота Шредингера, разделенного на две части — то, что происходит с фотонами в одном из резонаторов, будет отражаться на судьбе частиц во второй камере. Что интересно, о существовании «кота» можно узнать только в том случае, если открыть оба «ящика» — в противном случае наблюдатель увидит набор не связанных друг с другом фотонов.

Используя данную «клетку», физики смогли создать чрезвычайно больших котов Шредингера, состоявших в общей сложности из более 80 фотонов, что приближает нас к реализации макроскопической версии подобного эксперимента, в которой мы смогли бы видеть «кота» невооруженным глазом. При ее помощи физики смогут понять, почему мы не видим проявлений «странностей» квантовой механики в повседневной жизни.

По словам Шоелкопфа, их «кот» в первую очередь будет интересен физикам, занимающимся разработкой квантовых компьютеров, так как его клетка является одновременно и ячейкой квантовой памяти с пока рекордным сроком работы, и прибором для коррекции ошибок при квантовых вычислениях.