Гіперзаплутаність: фізики досягли унікального стану атомів, який може революціонізувати технології.

Завдяки використанню оптичного пінцета, що базується на лазерному світлі, дослідники розробили інноваційний метод управління окремими атомами, вводячи їх у стан гіперзаплутаності. Вчені продемонстрували можливість перетворення небажаних коливань атомів на корисні аспекти. Цей науковий досягнення може відкрити нові горизонти в галузі квантових обчислень та призвести до значних успіхів у квантовому моделюванні, що, в свою чергу, допоможе розв'язати деякі з найскладніших загадок фізики.

Результати дослідження були оприлюднені в журналі Science, повідомляє Live Science.

Фізики зі Сполучених Штатів уже тривалий час застосовують оптичні пінцети, створені за допомогою лазерного світла, для маніпуляцій з окремими атомами, що стало основою для багатьох значних наукових відкриттів.

У Фокус. Технології тепер має свій Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найактуальніших та найцікавіших новин з області науки!

Одна з труднощів у цьому процесі полягала в природному русі атомів, який міг викликати помилки в квантовій системі. Проте фізики знайшли вирішення цієї проблеми. Вони довели, що цей небажаний рух атомів можна використати як перевагу.

Фізики застосували рух атомів для генерації гіперзаплутаних атомів. Гіперзаплутаність є унікальним явищем, що відрізняється від традиційної квантової заплутаності. У той час як квантова заплутаність описує взаємозв'язок двох або більше частинок, що перебувають на великих відстанях і мають спільні характеристики, гіперзаплутані атоми можуть володіти кількома властивостями одночасно в аналогічних умовах.

У процесі експериментальних досліджень вчені-фізики змогли синхронізувати як рухові стани, так і електронні стани (які визначають внутрішній енергетичний рівень атома) у двох атомах одночасно. Це відкриття дозволяє збільшити обсяг квантової інформації, що може бути закодована на одному атомі, а також забезпечує можливість досягнення більшого рівня квантової заплутаності з використанням менших ресурсів, стверджують дослідники.

Для отримання стану гіперзаплутаності фізики охолодили атоми лужноземельних металів (до цієї групи входять берилій, магній, кальцій, стронцій, барій і радій) за допомогою нового методу. У результаті вченим вдалося майже повністю зупинити рух атомів.

Після цього вчені-фізики змусили атоми рухатися, подібно до маятника, в двох різних напрямках одночасно, внаслідок чого вони потрапили в стан суперпозиції. У цьому стані частинка демонструє взаємопов'язані, але протилежні властивості. Після цього ці коливальні атоми спочатку були піддані квантовій заплутаності, а згодом і гіперзаплутаності.

Таким чином, кажуть учені, вони виявили межу контролю, який можна здійснювати над атомами.

Фізики також виявили, що можливо інтегрувати у стан квантової заплутаності більшу кількість станів чи характеристик атомів, що може мати значний вплив на розвиток технологій та фізичних наук у цілому.

Це відкриття може відкрити нові горизонти для розвитку квантових обчислювальних технологій та призвести до значних успіхів у квантовому моделюванні, що, в свою чергу, дозволить вирішити деякі з найглибших питань у фізиці.

Як зазначав Фокус, атомні ядра не є ідеально круглими, і фізики пояснили, якою є їхня реальна форма. У фізичних підручниках ядра часто представлені у вигляді круглих об'єктів, але насправді лише в поодиноких випадках вони мають сферичну форму.

Фокус також повідомляв, що на Місяці може бути захований "скарб" із платини та інших цінних металів, вартість якого оцінюється в 1 трильйон доларів. Це відкриття може свідчити про те, що видобуток ресурсів на Місяці стане більш вигідним у фінансовому плані, ніж на астероїдах.