Фізики Оксфорда відтворили ефект Ааронова-Бома за допомогою гібридного квантового комп’ютера

Реакція на відстані. Фізики відтворили незвичний квантовий ефект

Як повідомляє НВ — Техно: Дослідники з Оксфордського університету за допомогою гібридного квантового комп'ютера відтворили ефект Ааронова-Бома, що демонструє вплив магнітного потоку на квантову частинку без прямого контакту. Цей експеримент підтвердив припущення, яке було висловлене ще в 1959 році фізиками Якіром Аароновим та Девідом Бомом, про зміну квантової фази частинки під впливом магнітного потоку, який знаходиться поза межами самого поля. Результати дослідження були опубліковані в журналі Nature Physics.

Дослідження та експеримент

Проєкт, що призвів до цього відкриття, розпочався у 2022 році під керівництвом д-ра Себастьяна Санера та д-ра Оани Базаван. Для проведення експерименту дослідники об'єднали кубіти та квантові осцилятори, що були утворені коливаннями іонів. Кубіти виконували роль калібрувальних полів, в той час як осцилятори представляли матеріальні частинки. Магнітний потік був закодований безпосередньо в кубіти, ставши активною частиною квантової динаміки.

Під час симуляції дослідники спостерігали квантове тунелювання частинки між точками петлі. За відсутності магнітного потоку частинка могла вільно рухатися. Однак введення змодельованого магнітного потоку викликало зміну квантових фаз двох шляхів руху частинки. Це призвело до деструктивної інтерференції, що придушила тунелювання і зупинила частинку у початковому стані.

Цей експеримент в Оксфорді проводився паралельно з дослідженням, яке здійснювала команда з Університету Меріленда під керівництвом професора Норберта Лінке. Дослідження в Меріленді зосередилося на моделюванні потенціалу Юкави. Обидві наукові групи подали свої роботи до журналу Nature Physics.

Гібридні квантові комп'ютери мають значний потенціал для вивчення складних фізичних взаємодій, які залишаються недоступними для класичних обчислювальних систем. Це відкриття може стати важливим кроком у розвитку квантової фізики і технологій.

Дослідження ефекту Ааронова-Бома є важливим внеском у квантову фізику, оскільки воно підкреслює незвичайні властивості квантових систем та їх взаємодію з магнітними полями.

Автор: Невідомий

Розуміння цих ефектів може мати далекосяжні наслідки для подальшого розвитку квантових технологій, таких як квантове обчислення і квантова криптографія. Водночас, паралельні дослідження з інших університетів свідчать про активність наукової спільноти в цій галузі, що може сприяти швидкому розвитку нових теоретичних і практичних застосувань у фізиці та суміжних науках.

Це відкриття в Оксфорді відзначає важливий етап у вивченні квантових явищ, проте не є єдиним вражаючим експериментом останнього часу. Так, нещодавно фізики зафіксували, як лазерний промінь рухається проти квантового потоку світлової рідини, що порушує закон Ньютона. Це відкриття може значно вплинути на наше розуміння фізичних законів.