Об этом сообщил Глеб Федоров, старший научный сотрудник лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ. Нобелевская премия по физике 2025 года была присуждена Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за значимое открытие в области макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи. Это открытие стало ключевым фактором в современном "буме" квантовой информатики.
Сегодня мы отмечаем столетие квантовой механики, но стоит ли ограничивать ее только механикой? Эта наука, изначально описывавшая механические движения и колебания микрочастиц, быстро эволюционировала в квантовую электродинамику. Однако вопрос о применимости квантовых принципов к обычным уравнениям для расчета макроскопических систем оставался предметом споров, подобно "котам Шредингера", - отметил Федоров.Федоров подчеркнул, что развитие квантовой механики привело к пересмотру привычных представлений о мире и его устройстве. Столь быстрое расширение теории свидетельствует о ее удивительной способности адаптироваться к новым явлениям и является ярким примером научного прогресса.Итак, столетие квантовой механики открывает перед нами не только исторический путь этой науки, но и вызывает новые вопросы о ее применимости и границах применимости в современном мире."Кот Шредингера" - это не только мысленный эксперимент, предложенный Эрвином Шредингером в 1935 году, но и ключевой пример парадоксов квантовой физики. Эксперимент иллюстрирует, как применение законов квантовой механики к макроскопическим объектам, включая котов, приводит к странным и неожиданным выводам.В 1981 году ученые из IBM уже проводили подобные эксперименты, отметил Федоров. Это свидетельствует о долгой истории изучения квантовых явлений в мире науки.В 1985 году Деворе, Мартинис и Кларк провели исследование, которое окончательно подтвердило возможность применения квантовых принципов к макроскопическим объектам. Этот эксперимент стал важным шагом в понимании квантовой природы мира и ее влияния на наше повседневное восприятие реальности.Группа Кларка достигла значительного прорыва, который привел к награде ученых за прямое наблюдение дискретных спектральных линий в сверхпроводниковой цепи на предсказанных частотах. Это открытие стало первым примером сверхпроводникового искусственного атома. Особенности таких объектов были подробно объяснены собеседником агентства. Сейчас особый интерес вызывают практические применения сверхпроводниковых цепей, особенно в области квантовых вычислений. Каждый искусственный атом в таких цепях способен кодировать свою часть общего квантового состояния, отметил Федоров. Такие устройства представляют собой перспективное направление развития современных технологий и науки.Развитие квантовой информатики получило мощный импульс благодаря быстрым успехам в области сверхпроводниковых квантовых устройств, особенно в работах компаний Google и IBM, где ключевую роль играл Джон Мартинис и где сейчас активно действует Мишель Деворе. Этот "бум" в области квантовой информатики затронул не только сверхпроводниковые платформы, но и другие физические платформы, такие как ионы, нейтральные атомы и спины, отметил источник.Следует отметить, что нынешняя премия в области квантовых технологий имеет параллели с Нобелевской премией по физике 2012 года, присужденной Сержу Арошу и Дэвиду Уайнленду за разработку методов управления отдельными квантовыми частицами и наблюдения за ними. Однако сейчас мы достигли нового уровня, где эксперименты проводятся не только с естественными атомами, но и с атомами, созданными специально для конкретных исследований.Таким образом, современные достижения в области квантовой информатики открывают новые перспективы для проведения экспериментов и исследований, позволяя углубить понимание квантовых явлений и их применение в различных физических платформах.Эксперименты с искусственными атомами представляют собой удобный способ исследования, отметил ученый. Он также подчеркнул важность фундаментальных работ лауреатов в области квантовой оптики, которые раскрывают новые аспекты квантового мира. Совместно с коллегами, включая Олега Астафьева, руководителя лаборатории искусственных квантовых систем в МФТИ, они создали новую научную область - квантовую электродинамику электрических цепей (circuit QED, cQED) с излучением микроволнового диапазона, которой посвящены многочисленные обзоры в научных журналах с сотнями ссылок. В этом контексте выявляются преимущества использования искусственных атомов для проведения различных экспериментов и исследований в области квантовой физики.Источник фото: РИА Новости
