Egy kínai kutatócsoport a Physical Review Letters folyóiratban mutatta be a jövőbeli kvantumszámítógép felépítéséhez végzett kísérlet látványos szemléltető videóját. Ez akár a világ legkisebb macskás videója is lehet: néhány száz egyedi atomból rajzolták ki a macska alakjait, majd ebből készítettek animációt.
A kvantumszámítógépek irányításához rendkívüli, atomi szintű pontosságra lesz szükség. Az ebben ígéretes technológiához optikai csipeszt kell használni, amellyel konkrétan egy-egy atomot lehet mozgatni, helyükre rendezni. A lézersugár segítségével végzett rendezkedés azonban eddig elképesztő lassú volt: egyenként kellett áthelyezni az atomokat.
Erwin Schrödinger osztrák fizikus volt, a kvantummechanika tudományágának egyik megalapítója, aki munkájáért 1933-ban Nobel-díjat kapott. Híres gondolatkísérlete, a „Schrödinger macskája” azt mutatja be, hogy a kvantumrészecskék állapota egyszerre lehet többféle, amíg megfigyeléssel rá nem kényszerítjük őket egyetlen állapotra.
A macska esetében ezt az igen abszurd, egyszerre élő, egyszerre halott állapot volt hivatott bemutatni egy 1935-ös tanulmányában. Ebben a gondolatkísérletben egy zárt dobozban van a kérdéses macska, mellette egy radioaktív atom, illetve egy méregampulla.
Ha az atom elbomlik, ennek hatására megnyílik az ampulla, a macska pedig meghal. Ha az atom nem bomlik el, a macska vígan él. Mivel nem tudjuk, mikor bomlik el az atom, és mivel a doboz zárt, így nem tudható, mely állapotában van az állatka, ám a doboz kinyitásával (megfigyelés) megváltoztathatatlanul eldől.
A kínai kutatók most a mesterséges intelligenciát hívták segítségül: az MI képes valós időben kiszámítani a lézersugár ideális mozgatását. Ez azt teszi lehetővé, hogy egyszerre rengeteg atomot tudjanak átmozgatni, a kívánt helyére tenni, számolt be a Science.
A demonstráló videóban 549 rubídiumatomot helyeztek e módszerrel át a megtervezett mintázatba. Az egyes sárga pontok fluoreszkáló rubídiumatomok, a teljes „rajzlap” pedig az emberi hajszálhoz fogható nagyságrendű, 230 mikrométer széles. A valóságban az egyes atomokat 60 ezredmásodpercenként helyezték új pontba, ezért, hogy mi is élvezhessük a látványt, az egész felvételt lelassították.
A rendszer jelenleg egy időben 2024 atomot képes átrendezni, de a kutatók szerint ez tovább növelhető. A jövőben több ezer egyedi atomot pakolhat majd ide-oda az így vezérelt optikai csipesz, gyakorlatilag hibamentesen.
The post Atomokból rajzolták ki Schrödinger macskáját first appeared on National Geographic.
