Российско-американская группа учёных провела уникальный эксперимент

• 
• Чип процессора 128-кубитного квантового компьютера, произведенный компанией D-Wave Systems Inc.

Группа ученых из Института ядерной физики в Гатчине (Россия) и университета Калифорнии в Беркли (США) открыла необычный способ еще раз доказать постоянство скорости света и инвариантность пространства, экспериментируя с кубитами — ячейками памяти и простейшими вычислительными модулями квантовых компьютеров.

Международный коллектив физиков с участием российских ученых нашел необычное применение для квантового компьютера — они использовали кубиты для демонстрации того, что свет движется во всех направлениях с одинаковой скоростью, что в очередной раз доказало справедливость Специальной Теории Относительности (СТО) Эйнштейна, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Во время одного из экспериментов с квантовыми вычислениями исследователи заметили, что кубиты на базе электронов должны реагировать на малейшие изменения в структуре пространства, так как его неоднородность должна нарушать их работу в присутствии сильного магнитного поля. Это натолкнуло их на мысль, что подобные ячейки памяти можно использовать примерно так же, как Морли и Майкельсон использовали лучи света и зеркала для поисков светоносного эфира.

Руководствуясь этой идеей, авторы статьи создали два одинаковых электронных кубита, «сплели» их на квантовом уровне, и на протяжении суток следили за тем, будет ли нарушаться связь между ними по мере вращения Земли по орбите и вокруг своей оси.

Как и ожидали ученые, им не удалось найти следов подобных нарушений, причем вероятность того, что результат эксперимента ошибочен, исчезающе мала — один на миллиард миллиардов (10 в 18 степени), что в пять раз ниже, чем погрешности в самых лучших попытках «оптической» проверки инвариантности пространства.

«Впервые нам удалось использовать инструменты, используемые для передачи и обработки квантовой информации, для проверки фундаментальных видов симметрии. Иными словами, нам удалось создать квантовое состояние, которое в принципе не реагирует на фоновый шум и при этом остается чувствительным по отношению к нарушениям в структуре пространства. Нас сильно удивило то, что эксперимент сразу сработал, и теперь у нас есть фантастический метод для измерений самых малейших возмущений пространства», — приводятся в статье слова одного из авторов, Хармута Хэффнера (Harmut Haeffner) из университета Калифорнии в Беркли.

По словам Хэффнера, столь высокая планка — далеко не предел для кубитов. Точность таких измерений можно будет улучшить более чем в десять тысяч раз, если заменить «обычные» кубиты на базе кальция на более чувствительные ячейки памяти, построенные на основе иттербия, редкоземельного металла. Если ученым удастся реализовать эту идею, то физики могут задуматься об использовании такого инструмента для поиска частиц неуловимой темной материи, заключает исследователь.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.