Квантовое запутывание - шаг на пути к созданию нового поколения компьютеров, полагают американские ученые

Американские физики из Института стандартов и технологий впервые продемонстрировали загадочное явление квантового запутывания, наблюдавшееся ранее только на квантовых величинах элементарных частиц, в классической механической системе колеблющихся ионов металлов. Открытие является большим шагом на пути к созданию нового поколения вычислительных машин - квантовых компьютеров. Так, по сообщениюРИА "Новости", считают авторы исследования, опубликованного в журнале Nature.

Работа ученых, вероятно, может позволить в будущем создавать квантовые компьютеры на основе сотен пар колеблющихся и квантово запутанных ионов, способных за считанные секунды решать вычислительные задачи, на которые даже у современных суперкомпьютеров уйдет несколько десятилетий.

До сих пор квантовое запутывание ученые могли наблюдать только изучая квантовые состояния элементарных частиц, однако группе ученых под руководством Дэвида Вайнленда впервые удалось показать, что квантовое запутывание может проявиться и в системах, описываемых законами классической ньютоновской механики.

Авторы статьи с удивлением обнаружили, что воздействуя с помощью лазера на один из атомов бериллия им удается не только изменить его внутреннюю энергию, но и повлиять на его совместные с ионом магния колебания. При этом колебания второй пары ионов оказались зависимыми от изменения характера колебаний первой.

"Где именно проходит грань между миром квантовой механики и классической ученым пока не известно. Вероятно, наша работа позволит нащупать эту границу и показать, какие величины могут быть квантово запутанными, а какие нет. Нам удалось впервые запутать механическую систему, похожую на груз, колеблющийся на пружине, только имеющую гораздо меньшие размеры", - сказал молодой сотрудник лаборатории Джон Джост, являющийся ведущим автором публикации.

Квантовое запутывание - это особое состояние материи, наблюдавшееся до сих пор только у элементарных частиц, поведение которых описывается законами квантовой механики отличными от классических законов движения, выведенных Ньютоном. Основным отличием квантовой механики от классической является изменение скорости и энергии движения квантовых частиц не монотонно как у движущихся макроскопических тел, а дискретно - на фиксированные значения.

Кроме того, методики работы с квантово запутанными механическими системами, разработанные командой Вайнленда наверняка найдут применения во многих ведущих мировых научных лабораториях.