Kvantová mechanika je křehká záležitost. Kvantové stavy je obvykle možné připravit a pozorovat za vysoce kontrolovaných podmínek. Týká se to i Schrödingerových koček reálného světa, které se vyklubaly z nejslavnějšího neúspěšného myšlenkového experimentu. Fyzikální kvantové kočky sice nemňoukají, ale jinak fungují moc pěkně. Představují je stavy atomů a molekul nebo třeba oscilace elektromagnetických rezonátorů.
Kvantové kočky se obvykle vyrábějí zchlazením kvantového objektu do stavu s nejnižší možnou energií. Výzkumný tým, který vedl Gerhard Kirchmair z rakouské Leopold-Franzens-Universität Innsbruck a Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW), uspěl s vytvořením horkých kvantových koček v supravodivém mikrovlnném rezonátoru.
Jak říká Kirchmair, zkusili, jestli je možné udělat stavy kvantové kočky, aniž by začali ve stavu s nejnižší možnou energií. Nakonec se jim to povedlo, ačkoliv mluvit v tomto případě o „horké“ kvantové kočce je doopravdy velká nadsázka. „Horké“ pro ně totiž byly teploty do 1,8 kelvinu. Je to sice 60krát více než kolik činí běžná teplota zmíněného supravodivého mikrovlnného rezonátoru, ale z laického pohledu je to stále zmrzlé na kost.
##seznam_reklama##
Pozorování kvantových jevů obvykle vyžaduje velmi „čisté“ kvantové stavy, které je ovšem často obtížné dosáhnout. Badatelé zjistili, že je možné vytvářet kvantové kočky z méně „čistých“ kvantových stavů (mixed quantum state).
Tím otevřeli dveře zajímavým směrům výzkumu a aplikacím. S tímto přístupem bude možné snadněji vytvářet a využívat stavy kvantové superpozice, tedy praktické kvantové kočky v systémech, v nichž to doposud nebylo praktické. Jde například o nanomechanické oscilátory, které je technicky obtížné uvádět do stavu s nejnižší možnou energií.
Fyzici obvykle považují teplotu za něco, co snadno zničí kvantové jevy. Kirchmair a jeho kolegové potvrdili, že je možné pozorovat a využívat kvantové fenomény v méně ideálních, v tomto případě o něco teplejších podmínkách.
Video: Superconducting qubits for analogue quantum simulation
Literatura