Fizicienii „au făcut lumină în întuneric”. Cum au reușit să controleze stările întunecate?

Fizicienii au reușit pentru prima dată să controleze stările cuantice protejate, așa-numitele stări întunecate. Acestea sunt de 500 de ori mai robuste și ar putea fi folosite, de exemplu, în simulările cuantice sau pe alte platforme tehnologice.

În laboratorul lui Gerhard Kirchmair de la Institutul de Optică Cuantică și Informație Cuantică (IQOQI) al Academiei Austriece de Științe din Innsbruck, Austria, biții cuantici supraconductori sunt cuplați la ghiduri de undă.

• Astronomii au descoperit cum s-a format „inima” de pe Pluto
• Cercetătorii sugerează să încercăm experiențe noi atunci când simțim că timpul ne scapă printre degete

Atunci când mai mulți biți cuantici sunt încorporați în ghidul de undă, ei interacționează, rezultând așa-numitele stări întunecate.

„Acestea sunt stări cuantice încurcate care sunt complet decuplate de lumea exterioară”, explică Max Zanner, primul autor al studiului, publicat în Nature Physics. „Ele sunt invizibile, ca să spunem așa, motiv pentru care sunt numite stări întunecate”.

Stările întunecate ar putea fi folosite în simulările cuantice

Aceste stări sunt de interes pentru simulările cuantice sau pentru procesarea informațiilor cuantice. Cu toate acestea, până în prezent, nu a fost posibil să se controleze și să se manipuleze aceste stări întunecate în mod corespunzător fără a le sparge invizibilitatea.

Acum, echipa condusă de Gerhard Kirchmair a dezvoltat un sistem cu ajutorul căruia stările întunecate pot fi manipulate din exterior.

„Până acum, problema a fost întotdeauna cum să controlezi stările întunecate care sunt complet decuplate de mediul înconjurător”, spune Gerhard Kirchmair, care este, de asemenea, profesor de fizică experimentală la Universitatea din Innsbruck. „Cu ajutorul unui truc, am reușit acum să găsim acces la aceste stări întunecate”.

Echipa sa a construit patru biți cuantici supraconductori într-un ghid de undă cu microunde și a atașat linii de control prin două intrări laterale. Folosind radiații de microunde prin aceste fire, stările întunecate pot fi manipulate.

Stările întunecate sunt complet decuplate de mediul înconjurător

Împreună, cele patru circuite supraconductoare formează un bit cuantic robust cu un timp de stocare de aproximativ 500 de ori mai mare decât cel al circuitelor individuale, potrivit ScienceDaily. Mai multe stări întunecate există simultan în acest bit cuantic, care poate fi utilizat pentru simularea cuantică și pentru procesarea cuantică a informațiilor.

Experimentul de succes constituie punctul de plecare pentru investigații ulterioare privind stările întunecate și posibilele lor aplicații.

Conceptul dezvoltat de fizicienii de la Innsbruck pentru a controla stările întunecate poate fi implementat, în principiu, nu numai cu ajutorul biților cuantici supraconductori, ci și pe alte platforme tehnologice.

Vă recomandăm să mai citiți și:

„O nouă fizică”. Noi rezultate obținute de fizicienii de la CERN contrazic modelul standard al particulelor

Savanţii au construit un dispozitiv care poate schimba radical modul în care abordăm fizica cuantică

Particula axion. În căutarea materiei întunecate, cercetătorii au dat peste alt mister. Fizica așa cum o știm s-ar putea schimba

Record în fizică. 15 trilioane de atomi prinși în fenomenul de inseparabilitate cuantică