Eksperimentel metode måler robustheden af ​​kvantekohærens

Forskere ved UAB har fundet frem til en metode til at måle styrken af ​​superpositionens sammenhæng i en given kvantetilstand. Metoden, offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the Royal Society A , er baseret på måling af eksperimentelle parametre relateret til synligheden af ​​de interferensrandmønstre, der frembringes, når de to tilstande overlejres.

Et af kvantefysikkens hovedprincipper er overlejring af tilstande. Systemer er samtidigt i forskellige tilstande, dvs. "levende og døde" på samme tid, i tilfældet med tankeeksperimentet Schrödingers kat. Når det måles, superstaten kollapser til en af ​​mulighederne. Så længe superpositionen varer, systemet siges at være i en sammenhængende tilstand. I rigtige systemer, et sæt forskellige elementarpartikler eller atomer, der eksisterer i en tilstand af superposition - f.eks. i forskellige positioner samtidigt, med forskellige niveauer af energi, eller med to modsatte spin (roterende baner) - siges at have svag sammenhæng. Superpositionen brydes let af vibrationerne forbundet med temperatur- og miljøinteraktioner.

Forskere fra UAB Department of Physics og Indian Institute of Science, Uddannelse og forskning Kolkata foreslår en ny måde at måle robustheden af ​​kvantekohærensen i en overlejret tilstand. Metoden er baseret på måling af synligheden af ​​interferenskanter karakteriseret ved skiftevis mørke og intense striber, der fremkommer, når to sammenhængende tilstande falder sammen.

Ifølge UAB-forsker Andreas Winter, "Eksistensen af ​​kvantesuperpositioner er kernen i kvantefysikkens ikke-klassiske natur. Den manifesterer sig ved at producere interferensmønstre i interferometriske eksperimenter. Vi viser, at hver synlighedsparameter af interferensmønsteret, såsom forskellen mellem maksimum og minimum i intensitet, giver anledning til en vis sammenhæng. Undersøgelsen forbinder således den nyligt spirende, men hidtil abstrakt ressourceteori om sammenhæng til konkrete og fysisk relevante observationer."

Forskerne, eksperter i informations kvanteteori, studere de iboende egenskaber ved kvantemekanik, såsom sammenfiltring, usikkerhed, superposition, indeterminisme og interferens, skal bruges som ressourcer i kvanteinformationsbehandling, grundlaget for fremtidige kvantecomputere.