Material of portal nuclear knowledge BelNET
article / document resource request "1539"
2021-12-23 Российский портал Атомная энергия 2.0 опубликовал заметку "Тихоходка оказалось первым многоклеточным организмом, подвергшимся квантовому запутыванию".
Исследователям из Наньянского технологического университета в Сингапуре только что удалось провести почти невероятный эксперимент: квантовая запутанность тихоходки со сверхпроводящим кубитом! Этот подвиг знаменует собой первый случай, когда многоклеточный организм был подвергнут такому квантовому явлению. В последнем эксперименте животное даже выжило в навязанных ему экстремальных условиях. Да, выбор тихоходки для этого исследования, конечно, не случаен. Квантовая запутанность — это явление в квантовой механике, которое и по сей день остается частично непонятым, при котором две частицы (или группы частиц) образуют связанную систему. Таким образом, каким бы ни было расстояние между ними, их квантовые состояния (1, 0 или оба одновременно) связаны. В этом так называемом "запутанном состоянии" существуют корреляции между физическими свойствами двух частиц. Тихоходок больше не нужно представлять, но небольшое напоминание всегда может быть полезно ... Эти очаровательные существа, которых также называют «водяными медведями» из-за их забавной внешности, особенно известны своей невероятной стойкостью, способными выжить в экстремальных условиях, температуры и давления, и даже в вакууме. По всем этим причинам эти микроскопические животные вполне могли стать первыми межзвездными путешественниками. Один из секретов этой безупречной устойчивости тихоходок — их способность входить в состояние крайнего ангидробиоза, иногда называемое "спячкой", которое они готовятся путем почти полного высыхания (путем удаления до 95% воды). Тот факт, что эти существа могут переносить такие экстремальные условия, предполагает, что их сопротивление является результатом полной остановки их метаболических процессов. В результате тихоходки стали идеальными кандидатами на то, чтобы потенциально стать первыми многоклеточными организмами, которые выдержали квантовую запутанность. Для эксперимента исследователи поместили тихоходку (вида Ramazzottius varieornatus) в состояние "спячки" между двумя сверхпроводящими кубитами (эквивалент бита в классических вычислениях). Животное было связано сверхпроводящим переходом с зарядовым кубитом (кубит B). Второй кубит (кубит A) был связан только емкостью (конденсатором) с кубитом B. После того как элементы эксперимента оказались на своих местах, они снизили давление и температуру до тех пор, пока не получили почти идеальный вакуум и почти абсолютный ноль (-273,15 °C - это температура абсолютного нуля, то есть 0 K), тем самым уменьшив любые внешнее воздействие (возбуждение) на кубиты и тихоходку. Это химически "замороженное" состояние позволило описать и обработать всю систему в терминах физики, без необходимости рассматривать биологический аспект тихоходки. Чтобы определить, было ли достигнуто состояние запутанности между тихоходкой и кубитом, исследователи измерили частоту, на которой вибрировала комбинация тихоходка-кубит. Результат: расчеты (основанные на измерениях) имели смысл только в том случае, если два объекта считались находящимися в состоянии квантовой запутанности. Фактически, можно сказать, что две частицы запутаны, когда одна из них не может быть идеально описана без включения информации о другой, что и произошло в данном случае. Таким образом, исследователи смогли подтвердить достижение состояния запутанности, впервые в истории связав в определенной степени физические свойства квантового бита и многоклеточного организма. Подробности эксперимента были опубликованы на сервере предварительной публикации arXiv. Полностью материал можно прочитать здесь. Download:
|
Sign In
