Феномен квантовой суперпозиции, который описал Эрвин Шредингер в знаменитом мысленном эксперименте с котом в коробке, заключается в том, что квантовые частицы могут существовать одновременно в нескольких состояниях, но только до тех пор, пока не будут измерены. До сих пор ученые полагали, что кота Шредингера можно получить, только максимально понизив энергию объекта. Это требует чрезвычайно низких температур уровня милликельвинов.

В результате ряд квантовых технологий не может выйти за пределы лабораторий. Авторы исследования предложили решение этой проблемы, пишет IE. Они разработали два протокола, при которых квантовая суперпозиция возникает в присутствии более высоких температур.

«Многие наши коллеги были удивлены, когда мы впервые рассказали им о результатах, потому что обычно считается, что температура разрушает квантовые эффекты. Наши измерения подтверждают, что квантовая интерференция может сохраняться даже при высокой температуре», — сказал Томас Агрениус из Университета Инсбрука, один из исследователей.

Он и его коллеги поместили трансмоновый кубит в сверхпроводящий микроволновый резонатор — специальный контейнер из сверхпроводящего материала, предназначенный для улавливания и хранения микроволновой энергии с минимальными потерями. И применили для создания кота Шредингера модифицированные версии двух протоколов: отраженного условное смещения (echoed conditional displacement) и квантового контрольного отображения (quantum control mapping). Первый протокол обеспечивает смещение квантового состояния в одном направлении, а затем применение квантового эха для уточнения смещения. В результате при генерации желаемого квантового состояния ошибок возникает меньше.

Второй подразумевает непрерывное взаимодействие, которое связывает один квантовый объект с другим, позволяя контролируемо управлять квантовыми состояниями.

Вместе два протокола открыли возможность создания котов Шредингера при 1,8 Кельвина, в то время как температура окружающей среды микроволнового резонатора оставалась на уровне 0,03 Кельвина, то есть примерно в 60 раз ниже.

Команда физиков-теоретиков из Индии, Британии и США исследовала квантовые явления в нейронах при передаче сообщений в мозге. Ученые доказали, что уравнения, описывающие классическую физику реакций мозга, математически эквивалентны уравнениям квантовой механики.