Ученые заставили макроскопические осцилляторы вести себя как единый квантовый организм: что это значит для будущего технологий?

Представьте себе идеально настроенный оркестр, где каждый инструмент вибрирует в унисон, подчиняясь единому ритму. Нечто подобное, но в масштабах микромира и с применением законов квантовой механики, удалось совершить группе ученых. Их работа, опубликованная недавно в авторитетном научном журнале, открывает новые горизонты в создании принципиально новых технологий, основанных на управлении квантовыми свойствами макроскопических объектов.
В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с механическими осцилляторами — от крошечных кварцевых резонаторов в наших смартфонах до более крупных колебательных систем в различных устройствах. Однако, до недавнего времени, управление их поведением на квантовом уровне оставалось крайне сложной задачей. Большинство исследований фокусировалось на отдельных осцилляторах, демонстрируя такие удивительные квантовые явления, как охлаждение до основного состояния (минимального энергетического уровня) или квантовое сжатие (уменьшение квантовых флуктуаций).
Но настоящий прорыв, как оказалось, лежит в коллективном поведении. Представьте себе не один, а множество осцилляторов, действующих как единое целое, подчиняясь общим квантовым законам. Именно такая скоординированная работа сулит создание более мощных и чувствительных квантовых систем. Проблема заключалась в том, что для достижения такого синхронного квантового «танца» требовались практически идентичные осцилляторы с невероятно точной настройкой. Любое, даже незначительное, расхождение в их характеристиках могло нарушить хрупкую квантовую гармонию.
И вот, ученым удалось совершить настоящий подвиг микроинженерии. Им удалось создать систему из шести механических осцилляторов, настолько близких по своим параметрам, что они смогли «ощутить» свое коллективное квантовое существование. Более того, исследователи смогли не только наблюдать, но и измерить явления, возникающие исключительно в условиях такого коллективного поведения. Этот результат — не просто интересное научное наблюдение, а фундамент для создания крупномасштабных квантовых систем.
Ключом к успеху стала невероятная точность изготовления элементов на сверхпроводящей платформе. Разброс в частотах колебаний осцилляторов составил всего 0.1%! Такая филигранная точность позволила осцилляторам «слиться» в единую квантовую сущность, где они вели себя не как разрозненные компоненты, а как единый организм.
Но как же увидеть и контролировать столь хрупкое квантовое поведение макроскопических объектов? Ученые применили метод, известный как охлаждение боковой полосы. Если объяснять простыми словами, это похоже на то, как если бы вы «забирали» лишнюю энергию у вибрирующего объекта,…
Подробнее https://7ooo.ru/group/2024/12/20/857-uchenye-zastavili-makroskopicheskie-oscillyatory-vesti-sebya-kak-edinyy-kvantovyy-organizm-chto-eto-znachit-dlya-buduschego-tehnologiy-grss-366412694.html