Физики из Иллинойса и Гарварда разработали первый в истории эксперимент, который может проверить, как квантовая механика работает в условиях гравитации. Для этого они предложили использовать квантовые сети — технологии будущего, которые уже сегодня готовы изменить наше представление о реальности.
Квантовые сети создаются на основе запутанных частиц — квантовых объектов, чьи состояния связаны даже на расстоянии. Сейчас они лежат в основе будущего квантового интернета и сверхнадёжной передачи данных. Но, как оказалось, это не единственное их применение.
«Наше предложение — это первый реальный путь протестировать стык квантовой физики и гравитации в эксперименте»
– Игорь Пиковский, соавтор исследования
В центре концепции — атомные часы, включённые в квантовую сеть и приведённые в состояние суперпозиции. Если такие часы расположить в зонах с разной гравитацией — ближе и дальше от массивного тела, например планеты, — они испытают разное течение времени. Это не догадка: общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что вблизи массивных тел время идёт медленнее. Но что будет, если часы одновременно находятся и «там», и «здесь»?
Разность гравитационных потенциалов, воздействуя на квантовую суперпозицию, изменит состояние системы — и именно это изменение можно будет зафиксировать. Таким образом, учёные впервые получат возможность измерить, как искривление пространства влияет на квантовые объекты.
Для реализации эксперимента предлагается использовать квантовую телепортацию и спутанные атомы — технологии, которые ещё недавно казались фантастикой. Теперь же они могут стать ключом к объединению двух великих теорий физики — квантовой механики и общей теории относительности.
Источник: PRX Quantum.
