Университет Чикаго объявил о важном открытии в области квантовой физики, которое может изменить подход к квантовым технологиям. Исследователи продемонстрировали возможность создания квантовой запутанности между двумя крупными резонаторами — объектами, вибрирующими на уровне звуковых волн. Это достижение, опубликованное в журнале Nature Communications, открывает новые горизонты для применения квантовых технологий в будущем.
Квантовая запутанность — это уникальное явление, при котором два объекта становятся взаимосвязанными так, что изменение состояния одного немедленно отражается на состоянии другого, независимо от расстояния между ними. Ранее исследователи могли создавать запутанность лишь с очень мелкими частицами, такими как электроны. Теперь же ученые смогли запутать более крупные объекты — фононы, частицы звука.
«Концепция запутывания отдельных частиц, таких как электроны, хорошо известна, однако наша команда пошла дальше, запутав более крупные объекты через их коллективное движение», — отметил соавтор исследования Мин-Хан Чоу.
Это новое открытие ставит под сомнение общепринятое мнение о том, что квантовая механика ограничивается микроуровнем. Запутывание макроскопических движений объектов расширяет границы квантовой теории и увеличивает область существования квантовых явлений.
В своем эксперименте ученые использовали сверхпроводящие кубиты для создания и обнаружения запутанных состояний фононов в двух резонаторах, каждый из которых поддерживался отдельной микросхемой. Исследователям удалось продемонстрировать высокую точность поддержания запутанности между двумя крупными резонаторами, что ранее было возможно только при ограниченных условиях.
Тем не менее, команда признает, что для полного раскрытия потенциала данной системы необходимо улучшить время жизни резонаторов. На данный момент это время составляет 300 наносекунд, что ограничивает производительность. Ученые планируют увеличить его до более чем 100 микросекунд, что откроет новые возможности для мощных квантовых вычислений и улучшения стабильности квантовых систем.