Schrödingerova kočka ctí Halloween. Kredit: Pixabay, CC0.

Kvantové kočky jsou choulostivé. Existují ve stavu superpozice, který je obvykle velmi křehký. Jen se na něj ošklivě kouknete a zboří se. Čínský výzkumný tým ale nedávno vzdal hold Halloweenu a vyvolal Schrödingerovy kočky, které přežily 23 minut a 20 sekund. Je to Schrödingerovův rekord, a také příslib pro budoucí výzkum. Kvantový úspěch otevírá dveře k novým metodám extrémně přesných měření a zpracování informací kvantovým počítačem.

Barry Sanders. Kredit: University of Calgary.

Výsledky výzkumu sice ještě neprošly recenzním řízením, ale už rozhodně upoutaly pozornost.

Čínský tým vzal 10 tisíc atomů ytterbia-173, zmrazil je na pár tisícin stupně nad absolutní nulou a opticky je polapil.

Poté uvedli atomy do stavu superpozice dvou velmi rozdílných spinových stavů. Udělali z nich kvantové kočky, ani živé ani mrtvé, a zmáčkli stopky.

Schrödingerova kočka v zahradě Schrödingerova domu. Kredit: Koogid, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Byl to ohromující úspěch. „Přírodní“ kvantové kočky obvykle žijí jen zlomky sekundy. Vědci je teď udrželi 1400 sekund. Dokonce jsou přesvědčeni, že když seženou lepší vakuový systém, přežijí jim kvantové kočky ještě déle. Jak komentuje fyzik Barry Sanders z kanadské University of Calgary, který se na výzkumu nepodílel, čínskému týmu se povedlo udělat moc pěkný kvantový systém, který je velmi stabilní.

Dřívější výzkum ukázal, že není nutné používat jako kvantové kočky vyloženě ytterbium. Podobnou roli mohou sehrát i jiné prvky. Čínský tým ale zjistil, že konkrétní uspořádání s atomy ytterbia je velmi citlivé na vnější magnetické pole, což lze využít při měřeních v řadě různých zajímavých aplikací.

Fyzici mají poslední dobou kvantové kočky v oblibě. Loni padl jiný Schrödingerův rekord, když tým švýcarského ETH Zürich vytvořil mamutí kvantovou kočku. Jde o krystal o hmotnosti 16 mikrogramů, přibližně jako zrnko písku, který přinutili vstoupit do stavu superpozice mezi dvěma oscilačními stavy. Jejich krystal se stal nejtěžším makroskopickým objektem, který se kdy ocitl v superpozici. Nezbývá než se těšit na příští kvantový div.

Video: Ulysse Reglade – Quantum control of a cat qubit exhibiting switching times exceeding ten seconds

Literatura

IFL Science 30. 10. 2024.

arXiv:2410.09331.