Группа ученых проводит новые эксперименты для изучения взаимодействия квантовой механики и гравитации.
Квантовая корреляция — фото из архива
gettyimages
Квантовые сети могут пролить новый свет на фундаментальные проблемы физики, над которыми ученые ломали голову на протяжении десятилетий.
В новой статье группа исследователей продемонстрировала, как квантовые сети можно использовать для изучения влияния искривленного пространства-времени на квантовую теорию.
Они исследуют взаимосвязь общей теории относительности Эйнштейна и квантовой механики. Это означает, что квантовые сети могут однажды внести вклад в единую теорию квантовой гравитации.
Взаимодействие квантовой теории и гравитации
Квантовые сети набирают всё большую популярность в глобальном научном сообществе. Учёные полагают, что в конечном итоге они позволят создать глобальный квантовый интернет, используя кубиты и запутанность для передачи информации вместо электронов и фотонов. В конечном счёте, это может позволить квантовым компьютерам развернуть сверхзащищённые коммуникации по всему миру и в самых дальних уголках космоса.
В своей новой статье, опубликованной в журнале PRX Quantum, исследователи изучили связь между квантовой теорией и гравитацией. В состав группы входят Игорь Пиковски из Технологического института Стивенса, Джейкоб Кови из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и Йоханнес Боррегард из Гарвардского университета.
«Взаимодействие квантовой теории и гравитации — одна из самых сложных проблем современной физики, но в то же время и увлекательная», — пояснил Пивоски в пресс-релизе. «Квантовые сети помогут нам впервые экспериментально проверить это взаимодействие».
Исследователи разработали протокол для своего исследования, чтобы показать, как квантовые эффекты могут распространяться по узлам сети с помощью так называемых запутанных W-состояний. Он также показал, как регистрируется интерференция между этими запутанными системами.
По сути, группа обнаружила, что ученые могут использовать современные квантовые возможности, такие как квантовая телепортация и запутанные пары Белла в атомных массивах, для проверки квантовой теории на искривленном пространстве-времени.
Может ли гравитация изменить эффекты квантовой механики?
Различия между общей теорией относительности Эйнштейна и квантовой механикой хорошо документированы. Квантовая механика изучает взаимодействия материи на уровне атомных и субатомных частиц. Хотя учёные много знают о поведении атомов и субатомных частиц, они не понимают, почему их поведение отличается от поведения крупных объектов, наблюдаемого в классической физике.
Могут ли различия в пространстве-времени в конечном итоге повлиять на поведение атомных и субатомных частиц, наблюдаемых нами на Земле? Именно это учёные намерены выяснить с помощью новых экспериментов.
«Мы предполагаем, что квантовая теория применима везде, но мы не знаем, так ли это на самом деле», — сказал Пиковски. «Возможно, гравитация меняет принципы работы квантовой механики. Некоторые теории предполагают такие изменения, и квантовая технология позволит это проверить».
В ходе своего исследования команда обнаружила, что квантовые сети не просто полезный компонент квантового интернета будущего. Они также могут помочь учёным изучать фундаментальную физику, используя невозможные классические вычисления. Важно отметить, что изучение фундаментальной физики в искривлённом пространстве-времени теперь стало возможным.
Sourse: interestingengineering.com
