Эйнштейн неправ, квантовая физика права: это снова доказал эксперимент с двумя квантово запутанными сверхпроводящими кубитами

В свое время Альберт Эйнштейн был обеспокоен явлением квантовой запутанности. В соответствии с законами квантовой механики два запутанных объекта могут вести себя как единая система, не взаимодействуя друг с другом и находясь на значительном расстоянии – изменение состояния одного влечет за собой изменение состояния второго. Это явление нарушает локальный реализм – скрытые переменные, обеспечивающие известные нам причинно-следственные связи, потому физик предполагал, что квантовая физика неверна.

Подобные опасения давно уже опровергнуты – квантовая физика не подвергается сомнению, а локальный реализм на деле не описывает нашу реальность. Проведенный эксперимент – далеко не первый опыт с квантовой запутанностью, но его методика может подсказать технологии для улучшения квантовых вычислений.

Запутанные сверхпроводящие кубиты (или трансмоны, далее по тексту просто «кубиты») обеспечивают ученым хороший контроль над системой, позволяя проводить большое количество экспериментов с высокой точностью и за короткое время для исследования запутанности. Кубиты управляются микроволновым излучением, для их запутывания требуется перемещать между ними несколько низкоэнергетических микроволновых фотонов, избегая влияния окружающей среды.

Расстояние и среда, разделяющая кубиты должны гарантировать, что свет не будет достаточно быстрым для прохождения между двумя кубитами, нарушая условия эксперимента. Ученые рассчитали, что для этого понадобится расстояние 30 м и сверхпроводник из алюминия с температурой несколько милликельвинов между ними.

Основная трудность подобных экспериментов – с высокой точностью показать, что корреляция изменений вызвана именно запутанностью, а не информацией, распространяющейся со скоростью света. Для этого нужны