Нам, тим що живуть в макроскопічному світі, багато чого, що відбувається в мікроскопічному світі, де панують закони квантової механіки, здається дивним і безглуздим. Взяти, наприклад, квантову заплутаність, явище, при якому два об’єкти можуть бути пов’язані один з одним так, що зміна стану одного об’єкта моментально відображається зміною стану другого об’єкта, незважаючи на відстань, яка може бути дуже великою. Це, як показують експерименти, можливо на рівні фотонів, атомів і навіть окремих молекул, але нещодавно вченим з університету Аальто (Фінляндія) вдалося перенести квантову заплутаність на рівень більшого масштабу, рівень, який вже починає перетинатися зі світом, в якому ми живемо.
Незважаючи на те, що квантова заплутаність відбувається у відповідності з законами і обчисленнями, проведеними Альбертом Ейнштейном, він сам охарактеризував це явище, як “примарна дія на відстані”. Приблизно через 80 років після теоретичного обгрунтування це явище було відтворено експериментальним шляхом. І зараз квантова заплутаність є ключовим моментом ряду нових технологій, таких, як квантові обчислення, квантове шифрування і квантові комунікації.
Проте, до останнього часу квантова заплутаність продовжувала бути обмеженою лише мікроскопічним рівнем. Однак, як згадувалось вище, групі вчених, нарешті, вдалося заплутати на квантовому рівні об’єкти, які особливо “гостроокі” вже зможуть розгледіти неозброєним оком. Це досягнення є великим кроком до практичної реалізації деяких квантових технологій, і що є більш цікавим, це те, що вченим вдалося досягти збереження стану квантової заплутаності протягом 30 хвилин, набагато більше, ніж ті частки секунди, на які вдавалося отримати квантову заплутаність раніше.
Заплутані макрооб’єкти являють собою вібруючі мембрани резонаторів, виготовлені з металевого алюмінію і встановлені на кремнієвому чіпі. Діаметр одного резонатора близький до товщини людської волосини, проте, це – найбільші об’єкти, які вдавалося заплутати на квантовому рівні. Відзначимо, що в попередніх експериментах по створенню макро-квантової заплутаності, вчені використовували об’єкти, що складались з електронів і ядер атомів, які формували об’єкти розмірами, порівнянними з розмірами клітини-еритроцита.
Під час експериментів мембрани резонаторів були охолоджені до температури рідкого гелію для зменшення впливу на них теплового руху власних атомів. Після цього дві мембрани були заплутані за допомогою квантів мікрохвильового випромінювання.
Дане досягнення, зі слів дослідників, відкриває масу нових можливостей для більш точних маніпуляцій з властивостями макро-об’єктів, які, в свою чергу, можуть бути використані в якості активних компонентів різних датчиків, квантових передавачів, маршрутизаторів і т. п. А в найближчому майбутньому дослідники планують використовувати технологію квантової телепортації інформації, закодованої у вигляді коливань мембран резонаторів, які будуть заплутані на квантовому рівні.
Джерело