Начался новый эксперимент, который может помочь создать квантовые сети и изменить наше понимание физических основ Вселенной

Три физика из ведущих американских университетов создали экспериментальный метод для изучения влияния гравитации на квантовые процессы. Игорь Пиковски из Технологического института Стивенса, Якоб Кови из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и Йоханнес Боррегаард из Гарварда опубликовали результаты своей работы на сайте PRX Quantum.

«Связь между квантовой физикой и гравитацией является одной из наиболее сложных и в то же время перспективных задач современной науки, — отметил Пиковски. — Наши экспериментальные данные предоставляют уникальную возможность проверки этого взаимодействия с использованием квантовых сетей».

Квантовые сети — это не просто крутые технологии связи, как обычный интернет или сотовые сети. Они работают на квантовых частицах, называемых кубитами, и используют квантовую запутанность для передачи данных. Это делает их супер надежными и открывает путь к созданию глобальных квантовых компьютеров, даже в космосе. Кроме того, квантовые сети дают нам новый способ исследовать пространство и время.

В ходе эксперимента ученые использовали запутанные W-состояния — это такая форма квантовой связи, которая сохраняется даже если один из узлов сети теряется. Они также применили методы телепортации квантовых состояний и использовали пары Белла, чтобы показать, как квантовые эффекты распределяются между участками с разной гравитацией.

Как итог, они обнаружили, что квантовые объекты ведут себя по-другому в искривленном пространстве-времени. Это помогает понять, как гравитация влияет на них. Исследование важно, потому что физики давно пытаются объединить квантовую теорию и общую теорию относительности.

Квантовая механика успешно описывает поведение частиц на нано(1E-9) и пико(1E-12) уровнях, тогда как общая теория относительности объясняет движение тел в гравитационных полях. Однако до настоящего момента не существует полной теоретической модели, объединяющей эти два подхода. Некоторые гипотезы предполагают, что гравитация может оказывать прямое влияние на квантовые свойства материи в определённых условиях.

«Мы исходим из предположения о всеобщей применимости квантовой механики, однако это остаётся предметом дальнейших исследований, — подчеркнул Пиковски. — Современные теории предполагают возможность корректировки квантового поведения под воздействием гравитации, и наши экспериментальные данные предоставляют инструмент для проверки этих гипотез».

Исследование квантовых сетей открывает новые возможности не только для разработки систем защищённой передачи информации, но и для углублённого понимания физических основ Вселенной. Результаты данной работы могут способствовать созданию единой теории квантовой гравитации, объединяющей микроскопические и макроскопические аспекты физической реальности.

Источник: vk.com

Комментарии: