Исследователи представили новую экспериментальную концепцию для проверки действия квантовой механики в условиях гравитационного воздействия. Этот проект, разработанный физиками из Университета Иллинойса и Гарварда, демонстрирует, что квантовые сети могут послужить не только основой будущего квантового интернета, но и мощным инструментом для изучения природы реальности. Статья об исследовании была опубликована в журнале PRX Quantum.
Квантовые сети позволяют обмениваться информацией между квантовыми компьютерами через запутанные частицы, обеспечивая надежные коммуникации и распределенные вычисления. Однако новая работа показывает, что их также можно использовать для проверки основных физических теорий.
«Одной из основных нерешенных задач современной науки является взаимодействие квантовой физики и гравитации», — отметил Игорь Пиковский, один из авторов исследования. — «Наша идея предлагает первый реальный способ экспериментальной проверки этой проблемы».
Эксперимент основывается на идее, что атомные часы, распределенные в квантовой сети, могут быть помещены в состояние суперпозиции, находясь одновременно в нескольких состояниях. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, время замедляется вблизи массивных объектов, таких как планеты, из-за искривления пространства-времени.
Если атомные часы в суперпозиции окажутся в различных точках гравитационного поля, они будут испытывать разные скорости течения времени, что отразится на их квантовом состоянии. Это позволит зафиксировать влияние гравитации на квантовые процессы.
Для осуществления этого эксперимента команда предложила применять современные квантовые технологии, включая квантовую телепортацию и использование запутанных атомных состояний. Эти методы дают возможность передавать квантовую информацию между удаленными узлами сети и отслеживать ее изменение под воздействием гравитации.
«Мы привыкли считать квантовую механику универсальной, но пока нет прямых доказательств ее применимости в искривленном пространстве-времени», — отметил Пиковский. — «Теперь у нас впервые появилась возможность проверить это».
Ранее была создана квантовая батарея, установившая рекорд по скорости зарядки.