Fizikçilere Göre, Schrödinger’in Kedisi Kuantum Kontrolü İle Kurtarılabilir
Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger tarafından yapılan ünlü Schrödinger’in Kedisi deneyi, kuantum mekaniğinin belirleyici özelliklerinden birinin – kuantum düzeyindeki parçacıkların öngörülemeyen davranışının bir örneğidir.
Kuantum sistemlerle çalışmayı inanılmaz derecede zorlaştırır; ama ya kuantum tahminleri yapabilirsek? Bir fizikçi ekibi bunun mümkün olduğuna inanıyor.
Geçen yıl yayınlanan bir çalışmada, kuantum sıçraması denilen bir şeyi tahmin etme ve hatta başladıktan sonra süreci tersine çevirme yeteneklerini gösterdiler.
Schrödinger’in Kedisi ‘Kurtarıldı’ Ancak Önce Kedimizi Hatırlayalım
Ama önce, Schrödinger’in kedisinin kim olduğu hakkında hızlı bir bilgi tazeleyelim. Fizikçi senaryoyu şöyle hayal etti: Kapalı bir kutuda bir kedi var.
Ayrıca kutuda bir radyoaktif bozunma kaynağı, bir Geiger sayacı ve kapalı bir zehir şişesi vardır. Geiger sayacı, tek bir atomun radyoaktif bozunumunu tespit ederse, kediyi öldüren zehir şişesini paramparça eder.
İçine bakmanın bir yolu yok, bu yüzden kedinin canlı mı ölü mü olduğunu bilemezsin. Kutuyu açana kadar her iki ihtimal de bulunur.
Bunu yaptığınız anda, hemen biri ya da diğeri, tamamen rastgeledir ve aynı anda olamaz.
Tüm bu hayali kurulum, kuantum süperpozisyonu denilen bir şey için bir metafor olup, burada bir parçacık (bir atom veya bir elektron veya bir foton gibi) aynı anda birden fazla enerji durumunda bulunabilir.
Bir kez gözlemlendiğinde, enerji durumları arasındaki ani ve rastgele geçişi kuantum sıçraması olarak bilinir.
Ve bu sıçrama, fizikçilerin şimdi sadece tahmin etmekle kalmayıp, kasıtlı olarak sonucu değiştirerek değiştirebildikleri bir sıçrama.
Yale Üniversitesi’nde bir ekip tarafından yönetilen araştırmacılar, bunu kuantum bilgisayarında temel bilgi birimleri olarak da kullanılan kübit adı verilen yapay atomlar kullanarak yaptılar. Bir kübiti her ölçtüğünüzde, bir kuantum sıçraması gerçekleştirir. Bunlar kuantum hesaplamada sorunlara neden olabilen uzun vadede tahmin edilemez. Yale Üniversitesi’nden fizikçi Zlatko Minev, “Bir sıçramanın yakında gerçekleşmek üzere önceden bir uyarı sinyali almanın mümkün olup olmayacağını bilmek istedik.” Dedi.
Kedimizi Kurtarmak İçin Yeni Bir Deney Tasarlanıyor
Ekip, alüminyumdan yapılmış kapalı bir 3D muhafazada kübiti ışınlamak için üç mikrodalga jeneratörü kullanarak, süper iletken bir kübiti dolaylı olarak gözlemlemek için bir deney tasarladı.
Bu mikrodalga radyasyonu, kübiti enerji durumları arasında değiştirirken, başka bir mikrodalga radyasyonu ışını kutuyu izler. Kübit bir zemin durumundayken, mikrodalga ışını fotonlar üretir. Ani bir foton yokluğu, kübitin heyecanlı bir duruma kuantum sıçraması yapmak üzere olduğu anlamına gelir.
Araştırmalar bunun geçiş olarak bir sıçrama olmadığını gösterdi; bir anahtarın hareketi değil, bir kolun kayması belki de.
Böylece, mükemmel şekilde zamanlanmış başka bir radyasyon darbesi, tespit edildikten sonra kuantum sıçramasını tersine çevirerek kübitin zemin durumuna geri gönderilmesini sağlayabilir; ya da Schrödinger’in kedi metaforuna yaslanmak için kedinin ölmesini (heyecanlanmasını) önleyin ve tekrar hayata döndürün (yere).
Hala uzun vadeli öngörülemezlik var; araştırmacılar, örneğin, tam olarak bir kuantum sıçramasının ne zaman olacağını tahmin edemezler. Beş dakika veya beş saat içinde olabilir.
Ancak atlama başladığında, her zaman aynı yolu izler. Ekibin gözlemlediği 6.8 milyon sıçrama arasında, model tutarlıydı.
Minev, “Bir atomun kuantum sıçramaları bir yanardağın patlamasına biraz benziyor,” dedi. “Uzun vadede tamamen öngörülemezler. “Bununla birlikte, doğru izleme ile, kesin bir felaketin önceden uyarısını kesin olarak tespit edebilir ve gerçekleşmeden önce üzerinde hareket edebiliriz.”
