Физики из Высшей технической школы Цюриха сообщили о способе извлечении информации из квантово-механической системы без разрушения её квантового состояния. Для этого они связали механический резонатор со сверхпроводящим квантовым кубитом. В качестве резонатора была использована пластину высококачественного сапфира толщиной чуть меньше 0,5 мм. На ее вершине находился тонкий пьезоэлектрический преобразователь, который возбуждал акустические волны, которые отражались снизу и, таким образом, распространялись по четко определенному объему внутри плиты. Исследователи отмечают, что эти возбуждения представляют собой коллективное движение большого числа атомов, которые квантуются (в фотонах) и могут подвергаться квантовым операциям.
Электромагнитные поля, связанные со сверхпроводящей цепью, обеспечивали связь кубита с пьезоэлектрическим преобразователем акустического резонатора и тем самым с его механическими квантовыми состояниями.
Технология, разработанная учеными описана в статье в журнале Nature Physics.
Исследователи отмечают, что в их экспериментах не происходит прямого обмена энергией между сверхпроводящим кубитом и акустическим резонатором во время измерения. Вместо этого свойства кубита зависят от количества фононов в акустическом резонаторе. Такой подход позволяет «бесконтактным» способом изучить механическое квантовое состояние.
В своем исследовании физики смогли извлечь распределение числа фононов в своем акустическом резонаторе после возбуждения его различными амплитудами. Более того, они продемонстрировали способ определить в одном единственном измерении, является ли число фононов в резонаторе четным или нечетным, — так называемое измерение четности — без каких-либо дополнительных сведений о распределении фононов.
Ученые отмечают, что получение именно такой очень специфической информации, а не какой-либо иной, имеет решающее значение в ряде квантово-технологических приложений. Например, изменение четности (переход от нечетного числа к четному или наоборот) может сигнализировать о том, что ошибка повлияла на квантовое состояние.
Но как-то получилось, что отвергнув принцип неопределённости, являющийся основой теорий квантовой механики, эти учёные не обратили внимания на то, что показали ложность основ квантовой механики!