Вы находитесь:  / Наука и техника / Ученые выяснили воздействие квантового эффекта Зенона на кота Шредингера

Ученые выяснили воздействие квантового эффекта Зенона на кота Шредингера

кот Шредингера

Группа ученых из Вашингтонского университета выяснила, что даже квазиизмерения, при которых не производится обмена информацией, приводят к возникновению квантового эффекта Зенона.

Вы, наверняка, не раз слышали о так называемом коте Шредингера. Это мысленный эксперимент, в котором животное из семейства кошачьих помещено внутрь коробки с неким смертоносным механизмом. «Спусковым крючком» этого механизма является атом радиоактивного элемента, который может распасться в произвольный момент времени. С точки зрения стороннего наблюдателя и законов квантовой механики кот внутри ящика находится в так называемом состоянии квантовой суперпозиции, он и жив и мертв одновременно. Но, если наблюдатель заглянет в ящик, то состояние суперпозиции моментально разрушается, и состояние системы превращается в одно из двух определенных состояний, соответствующих мертвому или живому животному.

Теперь представьте себе, что наблюдатель очень часто заглядывает в коробку с котом, со скоростью в тысячи раз в секунду. Постоянное нарушение квантового состояния системы может приблизить или, наоборот, отсрочить роковой момент. Этот эффект замедления или ускорения называется квантовым эффектом или анти-эффектом Зенона (quantum Zeno effect), соответственно.

Квантовый эффект Зенона получил название по аналогии с парадоксом летящей стрелы, выдуманным греческим философом Зеноном. В любой момент времени летящая стрела является неподвижной, как же она тогда перемещается? Все вышесказанное верно и по отношению к атомам, квантовое состояние которых изменяется со временем.

Эффект или анти-эффект Зенона являются реальными эффектами и очень часто наблюдаются по отношению к атомам. Но как измерения некоторых параметров могут ускорить или задержать момент распада радиоактивного атома, который убьет кота Шредингера? Ответ кроется в физике процесса измерения. Для того, чтобы получить информацию о квантовой системе требуется, чтобы эта система, пусть и на короткий промежуток времени, должна соприкоснуться с окружающей средой. Это, в свою очередь, означает, что факт проведения измерений обязательно приведет к нарушению состояния квантовой системы.

Но что произойдет, если состояние системы было нарушено, но никакая информация о системе не была передана во внешний мир? Проявились бы эффект или анти-эффект Зенона по отношению к такой системе?

Ответ на этот вопрос попыталась получить группа ученых из Вашингтонского университета, возглавляемая Кайтером Мерчем (Kater Murch). Ученые использовали для этих целей атом, выступающий в роли кубита квантовой системы, на который оказывалось воздействие методом так называемого «квазиизмерения», нового типа измерений, оказывающих влияние на атом, но не допускающий получения информации о его квантовом состоянии.

В результате экспериментов ученые выяснили, что даже квазиизмерения, при которых не производится обмена информацией, приводят к возникновению квантового эффекта Зенона. А это, в свою очередь, можно и нужно использовать при разработке новых технологий управления квантовыми системами, которые являются основными компонентами будущих квантовых компьютеров и коммуникационных систем.

Источник

Комментарии

Ваш email не будет опубликован. ( Обязательные поля помечены )