Im wyższa temperatura, tym niższe prawdopodobieństwa utrzymania stanów kwantowych. Te zwykle są po prostu niszczone, co stanowi wielki problem, ponieważ oznacza, że trzeba utrzymywać skrajnie niskie wartości, co jest jednocześnie wymagające i kosztowne. Powtórzenie tego wyczynu na przykład w temperaturze pokojowej byłoby wyczynem na miarę Nobla, choć obecnie wydaje się to kompletnie niemożliwe. Ale jeśli kiedykolwiek sytuacja miałaby się zmienić, to bez wątpienia krok wykonany przez naukowców z Uniwersytetu w Innsbrucku będzie w tym kontekście kluczowy.
Czytaj też: Fizycy stworzyli nowy rodzaj kryształu czasu. Niesamowite odkrycie zmieni świat technologii
To właśnie oni stworzyli stany kota Schrödingera, które poddali następnie pomiarom. Jak się okazało, stany te przetrwały w temperaturze wynoszącej -271,3 stopnia Celsjusza. To oczywiście skrajnie niska wartość z punktu widzenia człowieka, ale już dla fizyka – niekoniecznie. Jest ona bowiem wyraźnie wyższa od tzw. zera absolutnego, czyli najniższej temperatury występującej w całym wszechświecie.
Szczególnie, że zwykle ten kwantowy fenomen obserwowano w temperaturach o ułamek stopnia Celsjusza wyższych od zera absolutnego. W najnowszym wydaniu skok okazał się naprawdę imponujący. Odpowiedzialni za niego naukowcy opisują teraz swoje poczynania na łamach Science Advances. Kluczowym wnioskiem płynącym z tej publikacji jest to, że tzw. interferencja kwantowa może się utrzymywać nawet w relatywnie wysokiej temperaturze. Powinno to mieć szereg przydatnych konsekwencji, które dostarczą praktycznych zastosowań.
Kot Schrödingera, czyli stan kwantowy objęty ostatnimi eksperymentami, przetrwał w temperaturze wyraźnie wyższej od zera absolutnego
Kot Schrödingera, czyli element słynnego eksperymentu myślowego, był dotychczas tworzony poprzez obniżenie energii obiektu w jego najniższym punkcie, czyli stanie podstawowym. Żeby tak się stało, fizycy musieli wykorzystywać ekstremalnie niskie temperatury, niewiele wyższe od zera absolutnego. W konsekwencji tworzenie takiego środowisko wymagało specjalistycznego sprzętu i ogromnych nakładów finansowych. Uniemożliwiało również stosowanie stanów kwantowych na większą skalę. Teraz sytuacja może się zmienić.
Przełom nastąpił po tym, jak członkowie austriackiego zespołu badawczego wdrożyli dwa specjalne protokoły. W ramach zorganizowanych eksperymentów umieścili kubit transmonowy w nadprzewodzącym rezonatorze mikrofalowym wykonanym z nadprzewodzącego materiału. Zadaniem takiego rezonatora jest wychwytywanie i przechowywanie energii mikrofalowej z jak najniższymi stratami. Później do akcji wkroczyły dwa wspomniane protokoły, czyli ECD i qcMAP.
Czytaj też: Przełomowe odkrycie w fizyce podważa wszystko, co wiemy o przepływie prądu
Zadaniem pierwszego było przesuwanie stanu kwantowego w jednym kierunku oraz udoskonalenie przesunięcia. Miało to ograniczać błędy generowane przez badany stan kwantowy. Drugi miał natomiast napędzać splątanie dwóch obiektów kwantowych. Ostatecznie fizykom udało się dokonać wielkiego sukcesu, jakim było utrzymanie kota Schrödingera przy życiu w temperaturze wynoszącej 271,3 stopnia Celsjusza. Teraz naukowcy będą dążyli do dalszego śrubowania rekordów i powtarzania tego wyczynu w jeszcze wyższych temperaturach.