Ученые обнаружили, что квантовый мир еще более странен, чем считалось ранее. Квантовая система способна нарушать фундаментальное ограничение, которое до сих пор считалось непреодолимым. Речь идет о так называемой временной границе Цирельсона — пределе, который ограничивает силу нарушения неравенства Леггетта — Гарга, используемого для проверки классичности или квантовости системы.
Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).Классические объекты всегда укладываются в рамки этого теста, квантовые — нарушают его, но и в квантовом случае существовал предел, за который невозможно было выйти. Однако группа физиков под руководством Ариджита Чаттерджи из Индийского института науки, образования и исследования предложила механизм, позволяющий превзойти этот порог. Исследователи теоретически показали: если заставить частицу следовать сразу двум различным наборам эволюционных правил, находясь в суперпозиции так называемых унитарных операторов, то можно добиться более сильного нарушения квантовых ограничений. Для проверки идеи команда провела эксперимент на установке ЯМР, где в качестве кубита использовали ядро атома углерода. С помощью вспомогательного кубита ученые построили квантовую схему, заставившую систему одновременно выполнять два разных типа магнитных поворотов.
После запуска такого режима эволюции эффекты проявились почти мгновенно. Нарушение неравенства Леггетта — Гарга оказалось значительно выше временной границы Цирельсона, что, по словам авторов, демонстрирует принципиально новый уровень неклассического поведения. Более того, степень нарушения возрастала по мере увеличения доли суперпозиции между двумя квантовыми движениями.
Исследователи отметили, что сверхпозиция унитарных операторов не только усиливает квантовые эффекты, но и делает систему устойчивее к внешним помехам. Такое подавление декогеренции — одной из главных проблем квантовых технологий — означает, что подобные режимы могут лечь в основу более стабильных квантовых вычислителей.
Если подход удастся масштабировать, он может стать шагом к созданию практичных квантовых устройств, способных работать дольше и надежнее, чем современные лабораторные прототипы.
Свежие комментарии