Ученые произвели съемку квантового измерения

Несмотря на важность квантового измерения, теоретически, оно все еще содержит вопросы без ответа: мгновенно ли разрушается квантовое состояние во время анализа? Если нет, сколько времени занимает процесс измерения и каково квантовое состояние системы на каком-либо промежуточном этапе?

Теперь ученые из Швеции, Германии и Испании ответили на эти вопросы, используя один атом - ион стронция, захваченный в электрическом поле. Создавая «пленку», состоящую из снимков, сделанных в разное время оценки, они продемонстрировали, что изменение состояния происходит постепенно под воздействием измерений.

Фабиан Покорни, исследователь физического факультета Стокгольмского университета, сказал:

«Всякий раз, когда мы измеряем орбиту электрона, измерение ответит, что электрон находился либо на нижней, либо на более высокой орбите, и никогда не находился между ними. Это верно даже тогда, когда начальное квантовое состояние было суперпозицией обеих возможностей. Измерение, в некотором смысле, заставляет электрон решать, в каком из двух состояний он находится».

Результат эксперимента показывает, что происходит с квантовым состоянием иона в течение миллионной секунды. Съемка показала, как во время измерения некоторые суперпозиции теряются - и как эта потеря является постепенной - в то время как другие сохраняются так, как они должны быть в идеальном квантовом измерении. Благодаря этому эксперименту ученые наблюдали эволюцию в процессе измерения.

Маркус Хеннрих, руководитель группы в Стокгольме, сказал:

«Эти открытия проливают новый свет на внутреннюю работу природы и согласуются с предсказаниями современной квантовой физики».

Эти результаты также важны за пределами фундаментальной квантовой теории. Квантовое измерение является неотъемлемой частью квантовых компьютеров. Группа в Стокгольмском университете работает над компьютерами на основе захваченных ионов, где измерения используются для считывания результата в конце квантового вычисления, пишет TechExplorist.