Kvant fizikasida muhim yutuq: olimlar ekzotik superpozitsiyalarni yaratdi

Oksford universiteti fiziklari o‘ta murakkab eksperimentni muvaffaqiyatli amalga oshirib, kvant mexanikasida yangi sahna ochishdi. ixbt.com maʼlumotiga koʻra, tadqiqotchilar tarixda ilk bor kvant garmonik ossilatorining notekis va «siqilgan» holatlaridan ixtiyoriy superpozitsiyalarni amalda hosil qilishdi. Bungacha bunday ekzotik kombinatsiyalar faqat nazariy jihatdan tasvirlanib kelingan bo‘lib, amaliy ishlar odatdagi «Shyodinger mushugi» holatlari bilan cheklangan edi. Bu haqda Ixbt.com xabar beradi.

Olimlar mazkur natijaga erishish uchun Pol qopqoniga joylashtirilgan yagona stronsiy-88 (strontium-88) ionidan foydalanishdi. Bunda ionning ichki elektron sathlari qubit vazifasini bajargan bo‘lsa, mexanik tebranishlar kvant garmonik ossilatori rolini o‘ynadi. Mutaxassislar turli tartibdagi spin-bog‘liq nolineyli o‘zaro taʼsirlar yordamida ion harakatini uning spin holati bilan chalkashtirishga muvaffaq bo‘lishdi.

Yangi yondashuv va aniq boshqaruv

Tajriba davomida qo‘llanilgan gibrid sxema ossilatorni kerakli superpozitsiyaga — jumladan, siqilgan paketlarning juft yoki toq kombinatsiyalariga keltirish imkonini berdi. Spin-bog‘liq siljishni qo‘shish orqali mualliflar fazoviy fazoda bu paketlarni bir-biridan uzoqlashtirishdi. Natijada anʼanaviy bloklardan emas, balki to‘g‘ridan-to‘g‘ri nuklear va notekis bloklardan yig‘ilgan «mushuk» analoglari olindi.

Mutaxassislar fazoviy fazodagi holat xaritasini tuzib, unda manfiy sohaga kirib boruvchi chuqurliklarga ega aniq interferentsion naqshni qayd etishdi. Klassik fizikada ehtimollik manfiy bo‘lishi mumkin emas, biroq bu yerda aynan shu holat oddiy ehtimolliklar to‘plami emas, balki haqiqiy kvant superpozitsiyasi hosil bo‘lganini ko‘rsatuvchi asosiy omilga aylandi.

Kvant injeneriyasi uchun yangi imkoniyatlar

Olingan natijalarning raqamli model bilan mos kelishi 90 foizdan oshdi. Eng muhimi, yangi superpozitsiyalarning neklassiklik o‘lchovi tebranish energiyasining bir xil darajasida fok holatlari yoki anʼanaviy „Shyodinger mushuklari“nikiga qaraganda yuqori bo‘lib chiqdi. Bu shuni anglatadiki, yaratilgan obyektni klassik kompyuterda hisoblash qiyinroq, kvant hisob-kitoblari uchun esa u yanada quvvatli resurs hisoblanadi.

Ushbu metodikaning universalligi uni spin-ossilator bog‘lanishiga ega har qanday tizimlarga: o‘ta o‘tkazuvchan zanjirlar, optik resonatorlardagi atomlar va qopqondagi nanozarrachalarga ko‘chirish imkonini beradi. Natijada murakkab neklassik holatlar oddiy matematik mashqlardan kvant injeneriyasi vositalariga aylanmoqda. Mutaxassislar va nazariyotchilar yaratilgan holatlarning „kvantliligi“ni miqdoriy jihatdan baholash ustida ishni davom ettirmoqdalar.