Квант физикасида муҳим ютуқ: олимлар экзотик суперпозицияларни яратди

Оксфорд университети физиклари ўта мураккаб экспериментни муваффақиятли амалга ошириб, квант механикасида янги саҳна очишди. ixbt.com маълумотига кўра, тадқиқотчилар тарихда илк бор квант гармоник оссилаторининг нотекис ва «сиқилган» ҳолатларидан ихтиёрий суперпозицияларни амалда ҳосил қилишди. Бунгача бундай экзотик комбинациялар фақат назарий жиҳатдан тасвирланиб келинган бўлиб, амалий ишлар одатдаги «Шёдингер мушуги» ҳолатлари билан чекланган эди. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Олимлар мазкур натижага эришиш учун Пол қопқонига жойлаштирилган ягона стронсий-88 (стронтиум-88) ионидан фойдаланишди. Бунда ионнинг ички электрон сатлари қубит вазифасини бажарган бўлса, механик тебранишлар квант гармоник оссилатори ролини ўйнади. Мутахассислар турли тартибдаги спин-боғлиқ нолинейли ўзаро таъсирлар ёрдамида ион ҳаракатини унинг спин ҳолати билан чалкаштиришга муваффақ бўлишди.

Янги ёндашув ва аниқ бошқарув

Тажриба давомида қўлланилган гибрид схема оссилаторни керакли суперпозицияга — жумладан, сиқилган пакетларнинг жуфт ёки тоқ комбинацияларига келтириш имконини берди. Спин-боғлиқ силжишни қўшиш орқали муаллифлар фазовий фазода бу пакетларни бир-биридан узоқлаштиришди. Натижада анъанавий блоклардан эмас, балки тўғридан-тўғри нуклеар ва нотекис блоклардан йиғилган «мушук» аналоглари олинди.

Мутахассислар фазовий фазодаги ҳолат харитасини тузиб, унда манфий соҳага кириб борувчи чуқурликларга эга аниқ интерференцион нақшни қайд этишди. Классик физикада эҳтимоллик манфий бўлиши мумкин эмас, бироқ бу ерда айнан шу ҳолат оддий эҳтимолликлар тўплами эмас, балки ҳақиқий квант суперпозицияси ҳосил бўлганини кўрсатувчи асосий омилга айланди.

Квант инженерияси учун янги имкониятлар

Олинган натижаларнинг рақамли модел билан мос келиши 90 фоиздан ошди. Энг муҳими, янги суперпозицияларнинг неклассиклик ўлчови тебраниш энергиясининг бир хил даражасида фок ҳолатлари ёки анъанавий „Шёдингер мушуклари“никига қараганда юқори бўлиб чиқди. Бу шуни англатадики, яратилган объектни классик компьютерда ҳисоблаш қийинроқ, квант ҳисоб-китоблари учун эса у янада қувватли ресурс ҳисобланади.

Ушбу методиканинг универсаллиги уни спин-оссилатор боғланишига эга ҳар қандай тизимларга: ўта ўтказувчан занжирлар, оптик ресонаторлардаги атомлар ва қопқондаги нанозаррачаларга кўчириш имконини беради. Натижада мураккаб неклассик ҳолатлар оддий математик машқлардан квант инженерияси воситаларига айланмоқда. Мутахассислар ва назариётчилар яратилган ҳолатларнинг „квантлилиги“ни миқдорий жиҳатдан баҳолаш устида ишни давом эттирмоқдалар.