Нобелевские лауреаты запустили бум в квантовой информатике, считает эксперт

Эти исследования дали новый импульс развитию современной науки и технологий.

Нобелевская премия по физике 2025 года была вручена Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за их работу по открытию макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи. Это открытие открывает новые перспективы для применения квантовой физики в различных областях, начиная от информационных технологий и заканчивая энергетикой.

Следует отметить, что исследования лауреатов Нобелевской премии по физике 2025 года имеют потенциал изменить наше представление о физике и технологиях, открывая новые возможности для развития науки и промышленности.

100-летие квантовой механики стало поводом для глубокого анализа и обсуждения ее развития. В начале своего существования квантовая механика была ограничена лишь механическими движениями и колебаниями микрочастиц под воздействием внешних сил. Однако уже в первые десятилетия своего существования наука эволюционировала в квантовую электродинамику, охватывающую более широкий спектр явлений.

Споры о возможности применения квантовых принципов к обычным уравнениям для расчета электрических цепей, содержащих большое количество частиц, продолжались и вызывали интерес ученых. Вопрос о том, можно ли применять квантовую механику к макроскопическим системам, оставался актуальным и вызывал аналогии с парадоксом "кота Шредингера". Федоров подчеркнул сложность и важность этого вопроса в контексте современной физики.

"Кот Шредингера" - это мысленный эксперимент, предложенный великим ученым и одним из основоположников квантовой физики Эрвином Шредингером в 1935 году. Этот эксперимент иллюстрирует, какие парадоксальные выводы могут быть сделаны при попытках применить законы квантовой физики к макроскопическим объектам, включая котов.

В 1981 году ученые из IBM уже проводили подобные эксперименты, отметил Федоров. Однако в 1985 году Деворе, Мартинис и Кларк провели исследование, которое окончательно подтвердило возможность применения квантовых законов к макроскопическим объектам, добавил эксперт.

Этот феномен вызывает интерес ученых и философов уже десятилетиями, и он продолжает оставаться объектом изучения и дискуссий в научном сообществе.

Группа Кларка достигла значительного прорыва, который привел к награде ученых за прямое наблюдение дискретных спектральных линий в сверхпроводниковой цепи на точно предсказанных частотах. Этот успех стал первым примером искусственного сверхпроводникового атома, который привлек внимание мирового научного сообщества. Особенности таких объектов были подробно объяснены исследователями.

Сверхпроводниковые цепи с дискретными спектральными линиями сегодня рассматриваются как перспективные устройства для квантовых вычислений. Каждый искусственный атом в такой цепи играет роль в кодировании своей части общего квантового состояния. Это открывает новые возможности для развития квантовых технологий и исследований в области квантовой физики.

Федоров добавил, что применение сверхпроводниковых цепей для квантовых вычислений является одним из самых перспективных направлений в современной науке. Развитие таких устройств может привести к созданию более мощных и эффективных квантовых компьютеров, способных решать сложные задачи, недоступные для классических вычислительных систем.

Современные исследования в области квантовой информатики стали возможны благодаря значительным успехам компаний Google и IBM, где выдающиеся специалисты, такие как Джон Мартинис и Мишель Деворе, играли ключевую роль. Эти работы стали толчком для "бума" в развитии квантовых технологий не только на сверхпроводниковых платформах, но и на других физических основах, таких как ионы, нейтральные атомы и спины.

Следует отметить, что современные достижения в области квантовой информатики имеют параллели с Нобелевской премией по физике 2012 года, присужденной Сержу Арошу и Дэвиду Уайнленду. Они разработали методы управления квантовыми частицами и наблюдения за ними. Однако сегодняшние эксперименты позволяют не только работать с отдельными квантовыми частицами, но и создавать их для проведения исследований по собственному усмотрению.

Эксперты отмечают, что развитие квантовой информатики открывает новые перспективы для решения сложных задач, которые недоступны для классических компьютеров. Возможность контролировать и манипулировать квантовыми системами открывает двери для создания более мощных и эффективных вычислительных устройств, способных решать задачи, над которыми сейчас стоят передовые научные и технологические задачи.

Эксперт отметил, что искусственные атомы предоставляют ученым удобные возможности для проведения экспериментов. Вместе с этим, он подчеркнул значительное количество фундаментальных исследований в области квантовой оптики, которые расширяют наше понимание квантового мира. Одним из ключевых участников этого научного сообщества является Олег Астафьев, заведующий лабораторией искусственных квантовых систем МФТИ. Совместными усилиями они создали новую научную область - квантовую электродинамику электрических цепей с излучением микроволнового диапазона, на которую сейчас обращается внимание многих исследователей и публикуются обзоры с многочисленными ссылками.

Источник и фото - ria.ru