Kemungkinannya, anda pernah mendengar tentang paradoks kucing Schröderer. Kami bercakap mengenai kucing hipotetis di dalam kotak, yang serentak dalam dua keadaan - hidup dan mati - sehingga kami membuka kotak untuk melihat. Ini adalah apa yang disebut superposisi kuantum. Oleh itu, ahli fizik di Universiti Yale mencari cara menyimpan kedua-dua keadaan kucing dalam dua kotak sekaligus. Para saintis berkongsi karya mereka di halaman majalah Science.
Secara teknikal, tidak ada kucing. Kita bercakap mengenai apa yang disebut "keadaan kucing", yang peranannya dimainkan oleh dua (atau lebih) zarah yang secara serentak berada dalam dua keadaan yang berbeza. Selama beberapa dekad, Kucing Schröderer's hanyalah eksperimen hipotetis, tetapi pada tahun 2005, Institut Piawaian dan Teknologi Nasional AS sebenarnya berjaya mencipta "keadaan kucing" yang sebenar di persekitaran makmal. Untuk melakukan ini, mereka menggunakan enam atom dalam "spin up state" dan dalam "spin down state". Untuk lebih mudah difahami, bayangkan jam bergerak mengikut arah jam dan lawan jam pada masa yang sama. Sejak itu, eksperimen mereka dengan "cat state" telah dilakukan dengan foton.
Ahli fizik di Universiti Yale, pada gilirannya, dapat mencapai tahap yang baru. Mereka tidak hanya menggunakan foton dalam superposisi negara kuantum, mereka juga menjeratnya. Dengan kata lain, mereka mencapai bahawa apabila keadaan satu foton berubah, keadaan foton lain akan berubah, walaupun mereka terpisah satu sama lain. Perlu diingatkan bahawa ini adalah salah satu aspek mekanik kuantum yang paling kompleks, membingungkan, dan pelik. Albert Einstein pernah menyebut semua ini "aksi menakutkan pada jarak jauh."
"Kami mendapat dua kucing Schröderer yang kecil dan sederhana, baik di dalam kotaknya dan kedua-duanya dalam keadaan terjerat."
Untuk mencipta kekayaan, para saintis membina ruang kecil dengan dua rongga aluminium yang terpisah. Foton gelombang mikro yang diletakkan di dalamnya mulai menghantam dinding rongga, dan berkat ini, para saintis dapat menggabungkannya dengan atom tiruan dari nilam superkonduktor. Hasilnya adalah dua jenis kucing hidup / mati yang terbuat dari cahaya gelombang mikro dan terdapat dalam dua kotak berbeza pada masa yang sama.
Kami mempunyai kucing yang besar dan pintar. Itu tidak tinggal dalam satu kotak, kerana keadaan kuantum terbagi antara dua rongga dan tidak dapat digambarkan secara terpisah,”kata penulis utama kajian, Chen Wang.
"Anda juga dapat mempertimbangkan alternatif, di mana dua kucing Schröderer kecil dan sederhana, masing-masing dalam kotaknya sendiri, berada dalam keadaan bingung."
Penyelidikan seperti ini sangat penting untuk masa depan pengkomputeran kuantum. Tidak seperti komputer klasik, yang menggunakan bit, yang nol dan yang lain, komputer kuantum menyimpan maklumat dalam apa yang disebut qubit. Qubits, pada gilirannya, dapat berada di dua keadaan sekaligus - sifar dan satu - sama seperti kucing Schröderer secara serentak dalam keadaan "hidup" dan "mati" selagi tidak ada yang memerhatikan. Kita boleh mengatakan bahawa keadaan superposisi sangat rapuh. Oleh itu, maklumat kuantum mesti dilindungi dari sebarang jenis kebisingan persekitaran. Bagaimanapun, gangguan sekecil - contohnya, satu foton bertabrakan dengan atom yang digunakan untuk mengekod dan menyimpan maklumat anda - akan menyebabkan seluruh sistem “menyahkod”. Dengan kata lain, superposisi keadaan kuantum akan hilang,yang akan menyebabkan kerosakan seluruh sistem.
Video promosi:
Mengkaji keadaan di mana "kucing" boleh menjadi menarik kerana ia sangat berguna untuk menyimpan maklumat kuantum. Dan kemampuan untuk membuat keadaan kucing dalam dua kotak yang berbeza, menurut penulis bersama kajian Robert Scholskoff, adalah "langkah pertama untuk mewujudkan operasi logik antara dua bit kuantum dan membuka kemungkinan pembetulan ralat."
NIKOLAY KHIZHNYAK
