Сайт переехал physreal.com

Ученые управляли ионами с помощью ловушки Пеннинга — специальным образом сконфигурированного электромагнитного поля. Оно удерживает частицы в определенной области пространства, ограничивая возможные скорости их движения. Главной сложностью, мешающей ввести в квантовое запутанное состояние неограниченное количество частиц, является декогеренция. Источниками декогеренции могут быть любые взаимодействия квантовой системы с классической окружающей средой и полями. 

Собрать в запутанном спиново-сжатом состоянии от 21 до 219 ионов бериллия удалось с помощью более точного, чем в ранних экспериментах, оборудования — источников стабильных магнитных полей и лазеров для контроля за квантовым состоянием ионов. Зафиксировать запутанность такого большого количества частиц удалось по уменьшению случайных флуктуаций при попытке измерить состояние единичных ионов. Для этого физики облучали ионы лазером и следили за их флуоресценцией. Теоретические предсказания говорят о том, что шум при измерении незапутанных ионов должен был быть больше, чем в случае запутанных. Именно это снижение шума и удалось установить в эксперименте.

Создание подобных квантовых симуляторов необходимо для того, чтобы изучать поведение крупных систем взаимодействующих частиц. Например, свойства магнитных систем определяются взаимодействиями между спинами атомов, входящих в состав системы. Моделировать их при помощи классических алгоритмов и компьютеров, как отмечают авторы, очень сложно или даже невозможно. 

Исследование опубликовано в журнале Science, кратко о нем сообщает пресс-релиз института.