Исследователи из Даремского университета в Великобритании сообщают о настоящем прорыве в квантовой физике. Им удалось создать квантовую запутанность молекул и поддерживать это состояние стабильным в течение определенного периода времени. Квантовая запутанность — это интересное свойство в квантовой механике, при котором состояния квантово-запутанных частиц оказываются связанными друг с другом вне зависимости от расстояния между ними.
Фото: Даремский университет
В ходе эксперимента сложные молекулы помещались в вакуумную камеру и изменялись с помощью прибора, который учёные назвали «волшебным оптическим пинцетом» (magic optical tweezers). Кроме того, использовались различные лазерные лучи для обеспечения максимально стабильной среды.
Эксперимент был успешно проведен с использованием, в том числе, и таких приборов. Фото: Даремский университет
Используя световые лучи этих приборов, можно точно перемещать молекулы или атомы без необходимости физического прикосновения к ним.

«Результаты демонстрируют контроль, который мы получили над отдельными молекулами. Квантовая запутанность очень хрупка; тем не менее, нам удалось запутать две молекулы посредством невероятно слабых взаимодействий, а затем поддерживать запутанность в течение почти одной секунды», — говорит ведущий исследователь Саймон Корниш.

Квантовая запутанность возникает, когда две части — атомы или молекулы — запутываются друг с другом таким образом, что при рассмотрении их как целого они принимают определяемое состояние. Невозможно присвоить определенное состояние отдельным подсистемам.

Запутанность не имеет локальных ограничений и действует на больших расстояниях. Альберт Эйнштейн называет это «жутким действием на расстоянии». Сегодня этот эффект известен как парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена.

Явление квантовой запутанности имеет центральное значение для множества квантово-механических и квантово-физических процессов, включая квантовые компьютеры. Запутанные состояния кубитов играют решающую роль в этих новых системах.

В этом контексте отдельный кубит не имеет определенного состояния. Однако запутанность двух кубитов как целого имеет определяемое состояние, которое называется нелокальной корреляцией.

Результаты исследований, полученные в Даремском университете, призваны заложить основу для дальнейших экспериментов в этом направлении, говорится в пресс-релизе. Квантовая запутанность молекул представляет собой важный вклад в дальнейшее понимание квантовой памяти, квантовых сетей, квантовых датчиков и сложных квантовых материалов.