O teorie majoră a inseparabilității cuantice a fost confirmată experimental

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

O teorie majoră a inseparabilității cuantice a fost confirmată experimental. Mecanica cuantică este atât de neobișnuită încât până și Albert Einstein, unul dintre fondatorii fizicii moderne, le considera pe unele dintre fenomenele sale „înfricoșătoare”. El a numit inseparabilitatea cuantică „o acțiune fantomatică la distanță”, deoarece părea să permită o legătură instantanee între particule, sfidând limitele impuse de viteza luminii.

Un exemplu simplificat este cel al două monede cuantice inseparabile. Dacă una ar fi aruncată pe Pământ și cealaltă pe Marte, măsurarea rezultatului primei ar dezvălui instantaneu starea celei de-a doua. În realitate, fenomenul nu presupune transmiterea informației mai rapid decât lumina, ci existența unei corelații pe care fizica clasică nu o poate explica. Această proprietate reprezintă unul dintre fundamentele calculatoarelor cuantice.

Acum, cercetători de la Institutul pentru Știință și Tehnologie din Austria (ISTA) și Universitatea Tehnică din München (Germania) au confirmat experimental o teorie majoră a inseparabilității cuantice formulată în urmă cu două decenii. Descoperirea ar putea facilita dezvoltarea unor calculatoare cuantice mai puternice și a unor rețele cuantice de dimensiuni mai mari.

O teorie majoră a inseparabilității cuantice a fost confirmată experimental. Cum au procedat oamenii de știință?

În cadrul experimentului, oamenii de știință au folosit o „baie cuantică” de fotoni pentru a crea inseparabilitate între doi qubiți, unitățile fundamentale de informație ale calculatoarelor cuantice. Spre deosebire de biții utilizați în calculatoarele clasice, care pot avea doar valorile 0 sau 1, qubiții pot exista simultan în ambele stări datorită fenomenului de superpoziție cuantică (popularizat prin celebra metaforă despre pisica lui Schrödinger).

Metodele tradiționale de creare a inseparabilității necesită un control permanent și sunt sensibile la erori. Noua tehnică funcționează autonom, folosind microunde de energie redusă pentru a sincroniza qubiții fără intervenție continuă. În plus, starea de inseparabilitate obținută este stabilă și poate fi folosită oricând, spre deosebire de alte metode, unde aceasta există doar pentru intervale foarte scurte.

Un alt avantaj este că metoda poate funcționa la distanțe mult mai mari decât cele testate în laborator, unde qubiții au fost separați prin aproximativ 50 de centimetri de cablu. Cercetătorii susțin că aceeași abordare ar putea sincroniza simultan mai multe perechi de qubiți și chiar sisteme cuantice care operează la frecvențe diferite, precum microundele și lumina vizibilă, scrie ScienceAlert.

Un pas înainte către sisteme cuantice mai performante

Echipa a demonstrat și că poate verifica sincronizarea qubiților folosind impulsuri de microunde cu o durată de doar câteva miliardimi de secundă. Totuși, măsurarea qubiților rămâne o provocare, deoarece aceasta distruge superpoziția cuantică, fenomen cunoscut sub numele de decoerență, una dintre principalele bariere în dezvoltarea calculatoarelor cuantice.

Deși tehnologia încă este într-un stadiu incipient, aplicațiile sale ar putea fi importante. Calculatoarele cuantice ar putea accelera descoperirea de medicamente, optimiza rețelele de transport și rezolva probleme extrem de complexe pe care sistemele clasice le abordează cu dificultate. Cercetătorii admit că prototipul actual utilizează doar aproximativ 10% din potențialul metodei, însă consideră că aceasta oferă o bază solidă pentru dezvoltarea unor sisteme cuantice mai performante în viitor.

Studiul a fost publicat în revista Physical Review X.

Vă recomandăm să citiți și:

Sonda Mars Express a transmis imagini superbe cu „valuri metalice” înalte de 100 de metri

Inteligența Artificială a rezolvat o problemă de matematică veche de 80 de ani

O forță stranie ar putea încetini velele solare interstelare

O axă misterioasă ce străbate Universul se aliniază cu Sistemul Solar, iar nimeni nu știe de ce