კვანტური ფიზიკის დარგში მეცნიერებმა მორიგ წარმატებას მიაღწიეს — შრედინგერის კატის მდგომარეობები არა ულტრაცივი, არამედ თერმულად აღგზნებული მდგომარეობებიდან შექმნეს.

ამ დრომდე მიიჩნეოდა, რომ სითბო კვანტურ ეფექტებს ანადგურებს. ახალ კვლევაში ინსბრუკის უნივერსიტეტის გუნდმა აჩვენა, რომ კვანტური სუპერპოზიციის მიღწევა მაღალ ტემპერატურაზეცაა შესაძლებელი. ამისთვის მათ ზეგამტარი კუბიტი გამოიყენეს. ეს აღმოჩენა არამხოლოდ შრედინგერის თავდაპირველ მოსაზრებას ამტკიცებს, არამედ პოტენციალსაც იძლევა, რომ მისი გამოყენებით კვანტური ტექნოლოგიები უფრო პრაქტიკული და ხელმისაწვდომი გახდეს.

შრედინგერის კატის მდგომარეობები კვანტური ფიზიკის ერთ-ერთი საოცარი ნაწილია. იგი გულისხმობს კვანტური სისტემის ერთდროულად ორ ურთიერთსაპირისპირო მდგომარეობაში ყოფნას. ეს ცნება ერვინ შრედინგერის ცნობილი აზრითი ექსპერიმენტიდან იღებს სათავეს: წარმოიდგინეთ კატა, რომელიც ერთდროულად ცოცხალიცაა და მკვდარიც. მსგავსი ტიპის კვანტური სუპერპოზიცია რეალურ სამყაროში ჩატარებულ ექსპერიმენტებშიც გამოვლენილა — რა თქმა უნდა, არა კატებში, არამედ ნაწილაკთა მდებარეობის ან ელექტრომაგნიტური რეზონატორების ვიბრაციის შემთხვევაში.

აქამდე მსგავსი სუპერპოზიციები მხოლოდ კვანტური სისტემის გაგრილებით იქმნებოდა. ეს სისტემის საბაზისო მდგომარეობაზე — ენერგიის ყველაზე დაბალ შესაძლო ნიშნულამდე — დაყვანას მოიაზრებს. მეორე მხრივ, ახალმა კვლევამ აჩვენა, რომ შრედინგერის კატის მდგომარეობების მიღება მაშინაც კია შესაძლებელი, როცა სისტემა თავდაპირველად თერმულად აღგზნებულია, ანუ ცხელია.

მკვლევართა გუნდმა სუპერპოზიციის შესაქმნელად მიკროტალღურ რეზონატორში განთავსებული ტრანსმონური კუბიტი გამოიყენა. მათ შრედინგერის კატის მდგომარეობები წარმატებით შექმნეს 1,8 კელვინამდე (-271,35°C) ტემპერატურაზე. ეს რეზონატორის ჩვეულ გარემოზე დაახლოებით 60-ჯერ ცხელია.

მეცნიერებმა შრედინგერის კატის ცხელი მდგომარეობების შესაქმნელად ორი პროტოკოლი გამოიყენეს. მათ ადრე მხოლოდ სისტემის საბაზისო (ცივი) მდგომარეობის შემთხვევაში მიმართავდნენ. მიუხედავად ამისა, როგორც აღმოჩნდა, ადაპტირებული პროტოკოლები მაღალ ტემპერატურაზეც მუშაობს და განსაკუთრებულ კვანტურ ინტერფერენციას წარმოქმნის.

"ეს კვანტური სუპერპოზიციის შექმნისა და გამოყენების უამრავ ახალ შესაძლებლობას აჩენს. მაგალითად, ნანომექანიკურ ოსცილატორებში, რომლებისთვისაც, როგორც წესი, საბაზისო მდგომარეობის შექმნა ტექნიკური თვალსაზრისით ძალიან რთულია", — განმარტავს თეორიული ფიზიკოსი ორიოლ რომერო-ისარტი.

კვლევის შედეგები მეცნიერთათვის მოულოდნელი აღმოჩნდა, რადგან ითვლება, რომ ტემპერატურა კვანტურ ეფექტებს ანადგურებს. ახალმა კვლევამ აჩვენა, რომ კვანტური ინტერფერენცია მაღალ ტემპერატურაზეც კი ძლებს.

ახალი ნაშრომი ცხადყოფს, რომ კვანტურ ფენომენზე დაკვირვება და მისი გამოყენება ნაკლებად იდეალურ, უფრო თბილ, გარემოშიც შეიძლება. სწორედ ამიტომ, მკვლევრებს იმედი აქვთ, რომ მათი აღმოჩენა კვანტური ტექნოლოგიების განვითარებას შეუწყობს ხელს. თუ მეცნიერები შეძლებენ და სისტემაში აუცილებელ ურთიერთქმედებებს წარმოქმნიან, ამ შემთხვევაში ტემპერატურას მნიშვნელობა უკვე აღარ ექნება. ეს, თავის მხრივ, ძვირადღირებული კრიოგენური სისტემების გამოყენების საჭიროებას შეამცირებს.

კვლევა გამოცემაში Science Advances გამოქვეყნდა.