A kvantum világon túl

Egy új kutatásban sikerült a különös kvantum-összefonódást makroszkopikus méretekben is megfigyelni és rögzíteni, sokkal nagyobb méreteknél, mint a szubatomi részecskéknél tapasztaltak esetében. A szóban forgó makroszkopikus  - azaz a kvantumvilág méreteihez képest gigantikus méretű - méretskála az emberi haj szélességének egyötödét kitöltő, két darab apró alumínium dobot jelentett.

"Ha egyenként elemeztük a két dob ​​helyzetét és lendületét, akkor mindegyik egyszerűen önállónak tűnt. De együtt nézve rájöhettünk, hogy ami az egyik dob véletlenszerű mozgásának látszik, erősen korrelál a másikkal, olyan módon, amely csak kvantum-összefonódás révén lehetséges"

- mondta el John Teufel fizikus, az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézetéből (NIST).

A kvantum-összefonódást még soha nem figyelték meg mérésekkel makroszkopikus méretekben, noha ennek a lehetőségét sem zárta ki senki. Az új kutatás szerint ezeknél a nagyobb méreteknél is ugyanazok a kvantumszabályok érvényesek, melyek a fotonok méretskáláján tapasztalhatóak. A kutatók mikrohullámú fotonok segítségével rezegtették az apró dobok membránjait és helyzetüket valamint sebességüket tekintve szinkronban tartották őket.

A dobokat lehűtötték, összefonódott állapotba hozták, és különböző fázisokban megmérték, miközben egy lehűtött kriogén tartályban voltak. A dobok állapotát egy visszaverődő mikrohullámú mező kódolta, mely a radarhoz hasonló módon működött.

Ugyanakkor nem ez volt az első eset a makroszkopikus méretskálán elérhető kvantum-összefonódás létének bizonyítására, de arra igen, hogy az összes ehhez szükséges mérést rögzítették is, és nem pusztán következtettek az öszefonódás meglétére, valamint maga az összefonódás akaratlagosan, és nem véletlenszerű módon jött létre.

Nyílt hozzáférésű kvantumszámítógép A ma még nagyon ritka és nehezen elérhető felhő-alapú kvantumszámítástechnika egyre inkább a kvantumfeldolgozáshoz való hozzáférés alapvető módszerének számít. Most megérkezett az első nyílt hozzáférésű kvantumszámítás-kapacitás.

Párhuzamos kutatások

Egy kapcsolódó kísérletsorozatban más kutatók szintén kvantum-összefonódás állapotába hozott makroszkopikus dobokkal (oszcillátorokkal) dolgoztak, és demonstrálták hogyan lehet egyszerre megmérni a két dob membránjának helyzetét és lendületét.

"Munkánk során a dob-membránok kollektív kvantummozgást mutattak. A dobok egymással ellentétes fázisban rezegtek, úgy, hogy amikor egyikük a rezgési ciklus véghelyzetében volt, a másik egyidejűleg az ellentétes helyzetet vette fel. Ebben a helyzetben a dobok mozgásának kvantumbizonytalansága megszűnt, a két dobot egyetlen kvantummechanikai entitásként kezeltük." - mondta el Laure Mercier de Lepinay fizikus a finn Aalto Egyetemről.

A legmegdöbbentőbb a kísérletekben az, hogy azok megkerülik a Heisenberg féle határozatlansági elvet, mely szerint a helyzet és a lendület nem mérhető meg egyszerre. Az elv kimondja, hogy bármelyik mérés rögzítése a kvantum-visszahatásnak nevezett folyamat révén zavarja a másikat.

A kutatók a kvantumhálózatok fejlesztéséhez használhatják fel az elért eredményeket, mivel a makroszkopikus skálán összefonódott állapotba hozott tárgyak lehetnek majd a a következő generációs kommunikációs hálózatok motorjai. A kutatásokról szóló tanulmányok a Science folyóiratban jelentek meg.

(Kép: J. Teufel/NIST)

Ez is érdekelhet:

Ez a közös a fákban, a rákban és a karfiolban, most a kvantumanyagban is meglett A szóban forgó dolog, mindenütt jelen van, megtalálható az egész természeti világban, ananászokban és a jégkristályokban is.  

A fotonok kvantum-trükkjei felpörgetik a gépi tanulást A gépi tanulás időigényes folyamat, melynek során a mesterséges intelligenciákat megtanítják a feladataikra. A Bécsi Egyetem tudósai most olyan eljárást dolgoztak ki, mellyel a fotonok kvantumos tulajdonságai segíthetnek jelentősen felgyorsítani a dolgot.

A kvantum hologram működés közben mutathatja meg az emberi test belsejét A legtöbben ismerjük a hologramokat, ha máshonnan nem, a csillagok háborúja híres jelenetéből biztosan, melyben Leia hercegnő egy hologram formájában üzen Obi Wan Kenobinak. A holográfiát Gábor Dénes magyar fizikus találta fel 1947-ben, a jövő pedig a kvantum-holográfiáé.