«То, что мы увидели, совпадает с теоретическими предсказаниями, — сказал профессор Чинь Чэн, руководитель лаборатории, которая проводила это исследование. — На протяжении 20 лет научное сообщество стремилось к этой цели, так что сейчас наступило очень интересное время».
Лаборатория Чиня специализируется на работе с частицами при крайне низких температурах, рассказывает Phys.org. Около абсолютного нуля частицы могут принимать одно и то же квантовое состояние и проявляют странные способности. Согласно теоретическим представлениям, группа атомов и молекул в одном и том же квантовом состоянии будет вести себя не так, как обычно, во время химических реакций, но из-за сложности в проведении эксперимента собственными глазами никто прежде этого не видел.
Команда ученых охладила атомы цезия и привела их в единое квантовое состояние, чтобы наблюдать, как они образуют молекулы. В обычной химии вероятность сформировать молекулы возникает, когда отдельные атомы сталкиваются между собой. Однако квантовая механика предсказывает, что атомы в квантовом состоянии будут выполнять действия коллективно. Они вступают в реакцию все вместе, как одно целое.
Одно из последствий такой реакции в том, что она происходит быстрее, чем в обычных условиях. Чем больше атомов в этой системе, тем быстрее происходит реакция. Другое заключается в том, что все возникшие молекулы имеют общее молекулярное состояние.
Ученые надеются, что этот прорыв положит начало новой эре. Хотя этот эксперимент проводился на основе простых, двухатомных молекул, они собираются постепенно переходить к изучению все более крупных и сложных молекул. Которые можно будет, например, использовать в качестве кубитов для переноса квантовой информации в квантовых компьютерах. Или для более точных измерений в фундаментальной физике.
Недавно российские ученые показали 16-кубитный квантовый компьютер. На нем с помощью облачной платформы запущен алгоритм моделирования молекулы. Компьютер справился с задачей за минуту, тогда как обычному компьютеру понадобилось бы гораздо больше времени. На сегодня это самый мощный квантовый компьютер в стране.
