Нобелевские лауреаты запустили бум в квантовой информатике, считает эксперт

Об этом сообщил Глеб Федоров, старший научный сотрудник лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ. Он отметил, что результаты исследований стали толчком для современного "бума" в данной области.

Нобелевская премия по физике 2025 года была вручена Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за значимое открытие в области макроскопического квантового туннелирования и квантования энергии в электрической цепи. Это открытие открывает новые перспективы для развития современной физики и технологий.

Исследования нобелевских лауреатов стали отправной точкой для многих инновационных разработок в области квантовой информатики. Их работа важна не только для науки, но и для практического применения в различных сферах, от криптографии до разработки квантовых компьютеров.

В этом году отмечается столетие квантовой механики, однако ее эволюция и расширение за прошедшие десятилетия привели к созданию квантовой электродинамики. Вопрос о применимости квантовых принципов к обычным уравнениям для анализа макроскопических систем оставался предметом споров и дискуссий. "Механика" в классическом понимании была быстро дополнена новыми концепциями и подходами, открывая перед учеными широкие горизонты и вызывая интерес к фундаментальным вопросам природы.

Федоров отметил, что вопросы, связанные с квантовой механикой, заставляют нас задуматься о природе реальности и существования параллельных миров. Этот научный парадокс, связанный с котами Шредингера, продолжает быть объектом изучения и споров в научном сообществе. Однако именно такие дискуссии и размышления позволяют нам лучше понять глубинные законы природы и устройство мира вокруг нас.

"Кот Шредингера" - это мысленный эксперимент, предложенный Эрвином Шредингером, одним из основателей квантовой физики, в 1935 году. Этот эксперимент иллюстрирует парадоксальные выводы, которые могут возникнуть при попытках применить законы квантовой физики к объектам макроскопического мира, включая котов.

В 1985 году Деворе, Мартинис и Кларк провели исследование, которое окончательно подтвердило возможность позитивного ответа на поставленный вопрос. Эксперт добавил, что такие эксперименты были проведены еще в 1981 году учеными-исследователями из IBM.

Федоров отметил, что подобные исследования позволяют нам лучше понять граничные явления между классической и квантовой физикой, а также продвигают наше знание о природе реальности и фундаментальных законах Вселенной.

Группа Кларка достигла значительного прорыва, выявив прямое наблюдение дискретных спектральных линий в сверхпроводниковой цепи на заранее предсказанных частотах. Этот успех стал ключевым фактором, за который ученые были награждены. По словам собеседника из агентства, эта цепь стала первым примером сверхпроводникового искусственного атома.

Особенности таких объектов были дополнительно разъяснены. Искусственные атомы в сверхпроводниковых цепях представляют собой уникальные системы, обладающие определенными свойствами и потенциалом для различных приложений.

Сегодня наиболее перспективным применением таких цепей считаются устройства для квантовых вычислений. Каждый искусственный атом в таких устройствах кодирует свою часть общего квантового состояния, что открывает новые возможности для развития квантовых технологий, подчеркнул Федоров.

В области квантовой информатики недавние работы компаний Google и IBM сделали значительный вклад. Особенно яркими и масштабными являются их достижения в развитии сверхпроводниковых квантовых устройств. Эти успехи стали толчком для "бума" в данной области, затрагивая не только квантовые системы на основе сверхпроводников, но и другие физические платформы, такие как ионы, нейтральные атомы и спины.

Интересно, что сходство нынешней премии в области квантовой физики с Нобелевской премией 2012 года заключается в разработке методов управления и наблюдения за отдельными квантовыми частицами. Однако, в настоящее время мы можем проводить эксперименты не только с естественными атомами, но и создавать их специально для исследований.

Как отметил собеседник агентства, ключевое положение в развитии квантовой информатики занимали такие выдающиеся ученые, как Джон Мартинис и Мишель Деворе. Их работы в компаниях Google и IBM стали важным этапом в развитии данной области науки.

Эксперт отметил, что искусственные атомы предоставляют больше возможностей для проведения экспериментов. Это связано с их удобством и некоторыми характеристиками, которые делают их привлекательными для исследований. Кроме того, ученый подчеркнул важность фундаментальных работ лауреатов в области квантовой оптики, которые расширяют наше понимание квантового мира.

Следует отметить, что совместными усилиями ученых, включая заведующего лабораторией искусственных квантовых систем МФТИ Олега Астафьева, была создана новая научная область - квантовая электродинамика электрических цепей (circuit QED, cQED) с излучением микроволнового диапазона. Этой области посвящено множество обзоров в научных изданиях, что свидетельствует о ее значимости и актуальности.

Федоров также отметил, что исследования в области искусственных атомов и квантовой электродинамики электрических цепей представляют собой важный шаг в понимании квантовой физики и могут привести к новым открытиям и технологическим прорывам.

Источник и фото - ria.ru