Кот Шрёдингера выбрался из морозилки? Кажется, холод больше не обязателен для квантовых эффектов

Физики из Австрии впервые создали квантовую суперпозицию, аналогичную «коту Шрёдингера», в условиях, которые по меркам квантовой физики можно считать «горячими». Эксперимент, проведенный при температуре 1,8 Кельвина (что в 60 раз теплее стандартных условий), опровергает догму о том, что для квантовых эффектов необходим почти абсолютный ноль. Это открытие может существенно упростить требования к охлаждению в квантовых технологиях.

Эксперимент, бросивший вызов физике

Команда под руководством Герхарда Кирхмайра и Ориоля Ромеро-Исарта из Инсбрука работала со сверхпроводящим микроволновым резонатором — устройством, которое служит «эхо-камерой» для микроволн. Внутри него находится кубит (трансмон), используемый для создания квантовых состояний. Исследователи адаптировали существующие протоколы генерации «кошачьих» состояний и обнаружили, что они работают даже при относительно высокой температуре в 1,8 К.

«Многие коллеги были, мягко говоря, удивлены», — признается Томас Агрениус, участник теоретической части работы. Ключевой результат — отчетливые признаки квантовой интерференции, то есть самой сути суперпозиции, сохранялись в «шумной» тепловой среде.

Почему это меняет правила игры

Традиционно считалось, что тепловое дрожание атомов разрушает хрупкие квантовые состояния. Однако эксперимент показывает, что при правильном управлении системой температура перестает быть решающим фактором. «Если мы можем создать нужные взаимодействия, то температура, в конечном счете, может и не иметь решающего значения», — поясняет Кирхмайр.

Это открытие особенно важно для наномеханических осцилляторов — крошечных вибрирующих конструкций, которые сложно охладить до основного состояния. Если окажется, что сверхнизкие температуры не обязательны, создание и эксплуатация квантовых устройств может стать значительно проще и дешевле.

Долгое время квантовые явления считались прерогативой экстремально холодных сред. Мысленный эксперимент Шрёдингера с котом, который одновременно жив и мертв, был лишь абстракцией. Теперь же физики доказали, что квантовая причудливость может существовать в более «теплых» условиях, приближая нас к практическим квантовым технологиям, менее зависимым от сложных криогенных систем.