Вчені створили «квантовий ефект», який прискорили у 100 разів

Вчені з University of Oxford вперше продемонстрували надскладний квантовий ефект — так зване квадратичне «стискання» (quadsqueezing) — і зробили це у 100 разів швидше, ніж дозволяли попередні підходи. Те, що роками вважали практично недосяжним, раптово стало реальним.

Що саме сталося

Фізики працювали з одним «захопленим» іоном — це система, яку використовують як модель квантових коливань, подібних до пружини або маятника, але на субатомному рівні.

Замість стандартного «стискання» (другого порядку), команда змогла реалізувати складніший процес — взаємодію четвертого порядку. Раніше її вважали занадто слабкою та повільною для експериментів.

Ключ — у поєднанні двох простих сил, які взаємодіють не лінійно.

Як вони це зробили

Дослідники використали принцип некомутативності — ситуацію, коли порядок дії сил змінює результат.

Читайте також: Новий модуль «Наука» почали використовувати для експериментів

Простіше кажучи:
якщо застосувати дві сили окремо — ефект слабкий,
але якщо «накласти» їх правильно — система починає поводитися складніше і значно сильніше.

Це схоже на резонанс: дві звичайні дії разом дають ефект, який значно перевищує їхню суму.

У результаті виникла складна квантова взаємодія, яка раніше була недоступною — і при цьому у 100 разів швидше.

Чому це важливо

Квантове «стискання» дозволяє зменшити шум у вимірюваннях. Саме такі методи лежать в основі детекторів гравітаційних хвиль, як LIGO.

Новий рівень — це:

точніші сенсори
стабільніші квантові стани
можливість працювати зі складними фізичними моделями

І головне — доступ до ефектів, які раніше існували лише в теорії.

Що це змінює

Технологія відкриває шлях до:

надчутливих детекторів (наприклад, для космічних вимірювань)
більш потужних квантових комп’ютерів
моделювання складних теорій фізики, зокрема тих, що описують фундаментальні взаємодії

Читайте також: "На Марсі на вас чекає важка робота": Ілон Маск попередив космічних романтиків

Фактично, це новий інструмент керування квантовими системами.

Цікавий факт

Звичайне квантове «стискання» вже використовують у реальних установках для фіксації подій на відстані мільярдів світлових років. Тепер же вчені зробили крок до ще складніших ефектів, які можуть значно розширити межі точності вимірювань.