Физика

Кот Шредингера: можно ли заглянуть внутрь коробки, не изменяя ее?

Кот Шредингера: можно ли заглянуть внутрь коробки, не изменяя ее?

Можем ли мы измерить квантовую систему, не изменяя ее? Ученые обнаружили, что можно определить состояние квантовой системы, считывая ее данные из самой системы.

В 1935 году австрийский физик Эрвин Шредингер предложил гипотетический эксперимент, чтобы лучше объяснить неполноту ранней интерпретации квантовых законов.

Парадоксальный мысленный эксперимент представляет «кота», который может быть живым и мертвым одновременно. Вы не знаете, пока не загляните внутрь запечатанной коробки. Состояние кошки известно как квантовая суперпозиция.

Недавно группа исследователей из Университета Хиросимы и Индийского технологического института попыталась раскрыть самую большую загадку в квантовой физике: как анализировать квантовую систему, не изменяя ее?

Они обнаружили, что можно определить состояние квантовой системы, считывая ее данные из самой системы. Результат зависит от метода анализа. После удаления анализа из системы начальная суперпозиция возможных результатов может быть восстановлена ​​с помощью чтения квантовых данных.

Мы можем различить два разных объекта, просто взглянув на них. Однако в квантовом мире все довольно сложно: вы можете изменить объект, наблюдая за ним.

Это одна из проблем с квантовым законом, которая может быть описана сложными математическими уравнениями. Хотя эти уравнения не могут сказать, что на самом деле там.

В квантовой механике есть компромисс, когда мы смотрим на что-то. Без какого-либо взаимодействия вы не сможете ничего узнать. Чтобы узнать результаты, вы должны заплатить цену заранее.

Исследователи, однако, попытались измерить квантовую систему, не «заплатив цену» или не изменив состояние системы. Они использовали кота Шредингера для описания своих находок.

Эксперимент

Чтобы узнать состояние кота Шредингера, исследователи установили камеру, которая захватывает изображение с места за пределами коробки. Хотя мы можем видеть кота на этом изображении, мы не можем сказать, жив он или мертв.

В этом сценарии вспышка камеры пометила суперпозицию кошки при удалении «квантовой метки». Изображение теперь запутано с судьбой кота — результат (что случилось с котом) зависит от того, как это изображение обработано.

Кот Шредингера: можно ли заглянуть внутрь коробки, не изменяя ее?
Фото: Emma Buchet and Holger F. Hofmann / университет Хиросимы

Следующим шагом будет удаление фотографии из коробки и обработка ее в темной комнате или на компьютере. Основываясь на методике обработки изображений, можно определить, мертв ли ​​кот или жив, или изменила ли вспышка состояние кота, восстанавливая квантовую метку.

Конечное состояние кота определяется выбором читателя. Мы можем определить, жив ли он / мертв, или восстановить квантовый тег, но не оба.

В целом, результаты могут помочь нам лучше понять законы квантовой физики. Исследователи изучали измерения, потому что именно оттуда происходит «дикая природа» квантовой механики. В будущем у него может быть несколько приложений для хранения информации, вычислений и безопасной связи.

Источник: New Journal of Physics

По материалам

new-science.ru

Смотреть полностью

Похожее

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Back to top button
Close
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker