Прословутият мисловен експеримент на австрийския физик Eрвин Шрьодингер за котката в кутията илюстрира на една от определящите характеристики на квантовата механика, а именно – непредсказуемото поведение на частиците на квантово ниво. Вследствие на нея работата с квантовите системи е изключително трудна. Какво ще стане обаче, ако все пак можем да правим квантови предсказания? Екип от физици смята, че е възможно.
В изследване, публикувано през 2018-а, те демонстрират способността им да предсказват т.нар. квантов скок и дори да обърнат процеса, след като вече е започнал.
Накратко, физиците твърдят, че са „спасили“ котката на Шрьодингер.
Първо обаче, нека си припомним самия експеримент. Той се състои в следното: имаме котка в затворена кутия. Също така в кутията има източник на радиоактивен разпад, гайгеров брояч и запечатана колба с отрова. Ако гайгеровият брояч открие радиоактивен разпад на един атом, той разбива колбата с отрова, която убива котката.
Няма начин да погледнете вътре, така че не можете да знаете дали котката е жива или мъртва. Тя съществува в състояние и на двете, докато не отворите кутията. В момента, в който го направите, тя е или в едното, или в другото състояние, напълно случайно и вече не може да бъде едновременно в двете.
Цялата тази метафора е за нещо, наречено квантова суперпозиция, при което частица (като атом, или електрон, или фотон) може да съществува в множество енергийни състояния едновременно - до момента, в който я наблюдавате. В този момент се извършва внезапен, случаен преход между енергийните състояния, известен като квантов скок.
Именно този скок физиците вече могат не само да предсказват, но и да манипулират, като умишлено да променят резултата. Изследователите, ръководени от екип от университета в Йейл, правят това с помощта на изкуствени атоми, наречени кубити, които също се използват като основни единици информация в квантовия компютър.
Всеки път, когато измервате кубит, той извършва квантов скок. Те са непредвидими в дългосрочен план, което може да предизвика проблеми в квантовите изчисления.
"Искахме да знаем дали ще бъде възможно да получим предварително предупредителен сигнал, че ще се случи скок веднага", каза физикът Златко Минев от университета Йейл.
