Chancerne er, at du har hørt om Schrödingers katteparadoks. Vi taler om en hypotetisk kat inde i en kasse, som samtidig er i to tilstande - levende og død - indtil vi åbner kassen for at se ud. Dette er den såkaldte kvantesuperposition. Så fysikere ved Yale University regnede ud, hvordan man opbevarer begge stater af en kat i to kasser på én gang. Forskere delte deres arbejde på siderne i tidsskriftet Science.
Teknisk set er der ingen kat. Vi taler om den såkaldte "katte-tilstand", hvis rolle spilles af to (eller flere) partikler, der samtidig er i to forskellige tilstande. I flere årtier var Schrödingers kat bare et hypotetisk eksperiment, men i 2005 skabte det amerikanske nationale institut for standarder og teknologi faktisk en succes med en ægte "katte-tilstand" i et laboratorieindstilling. For at gøre dette brugte de seks atomer i "spin up state" og "spin down state". For at gøre det lettere at forstå, forestil dig et ur, der går med uret og mod uret på samme tid. Siden da er deres eksperimenter med "kattetilstande" blevet udført med fotoner.
Fysikere ved Yale University kunne på sin side nå et nyt niveau. De brugte ikke kun fotoner i en kvantesuperposition af tilstande, de sammenfiltrede dem også. Det vil sige, med andre ord opnåede de, at når tilstanden for den ene foton ændres, ville den anden fotons tilstand ændres, selvom de er adskilt fra hinanden. Det skal bemærkes, at dette er en af de mest komplekse, forvirrende og bisarre aspekter af kvantemekanik. Albert Einstein kaldte engang al denne "uhyggelige handling på afstand."
"Vi fik to små og enkle Schrödingers katte, begge i deres kasser og begge i en tilstand af sammenfiltring."
For at skabe formuen byggede forskerne et lille kammer med to separate aluminiumskaviteter. Mikrobølgefotonerne placeret inde begyndte at ramme væggene i hulrummet, og takket være dette var forskerne i stand til at kombinere dem med et kunstigt atom af superledende safir. Resultatet er to slags levende / døde katte lavet af mikrobølgelys og er i to forskellige kasser på samme tid.
”Vi har en stor og smart kat. Det forbliver ikke i én boks, da kvantetilstanden er delt mellem to hulrum og ikke kan beskrives separat,”siger hovedforfatter af undersøgelsen, Chen Wang.
"Du kan også overveje alternativet, hvor to små og enkle Schrödingers katte, hver i sin egen kasse, er i forvirret tilstand."
Forskning som denne er meget vigtig for fremtiden for kvanteberegning. I modsætning til klassiske computere, der bruger bits, som er nuller og dem, gemmer kvantecomputere information i såkaldte qubits. Qubits kan på sin side være i to tilstande på én gang - nul og én - ligesom Schrödingers kat kan være samtidig i stater "i live" og "død", så længe ingen observerer. Vi kan sige, at superpositionen er meget skrøbelig. Derfor skal kvanteinformation beskyttes mod enhver form for miljøstøj. Når alt kommer til alt, den mindste interferens - for eksempel en foton kolliderer med et atom, der bruges til at kode og gemme dine oplysninger - får øjeblikkeligt hele systemet til at "dekode". Med andre ord, superpositionen af kvantetilstanden vil gå tabt,hvilket vil føre til nedbrud af hele systemet.
Salgsfremmende video:
At studere staterne, som en "kat" kan være i, er interessant, fordi det kan være meget nyttigt til opbevaring af kvanteinformation. Og evnen til at oprette kattetilstande i to forskellige bokse er ifølge studiemedforfatter Robert Scholskoff "det første skridt hen imod oprettelse af en logisk operation mellem to kvantebits og åbning af muligheden for fejlkorrektion."
NIKOLAY KHIZHNYAK
