Кот Шрёдингера размером с ладонь экспресс
Кот Шрёдингера обычно прячется в мысленных экспериментах — живой и мёртвый одновременно. На этот раз его поймали в лаборатории: световой импульс заставили быть сразу в двух противоположных состояниях, как монету, зависшую в воздухе орлом и решкой разом.
Для этого взяли два одиночных фотона — частицы света, которые можно пересчитать поштучно, как яблоки в корзине. Один фотон был как бы «одинарным», другой — «двойным». Их смешали на полупрозрачном зеркале, которое пропускает или отражает свет случайным образом. Когда на выходе вспыхивал нужный сигнал, импульс оказывался в состоянии «кота» — смеси двух противоположных волн.
Зачем это нужно? Квантовые компьютеры ошибаются от малейшего шума, как оркестр сбивается от кашля в зале. Состояния-«коты» — основа кодов, которые позволяют заметить и исправить ошибку, не разрушив вычисление. Теперь таких «котов» можно делать большими и повторять многократно.
Монета, зависшая в воздухе, наконец-то стала не только мысленным образом, но и рабочим инструментом.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.09672
The generation of non-Gaussian quantum states is a key requirement for universal continuous-variable quantum information processing. We report the experimental generation of large-amplitude squeezed coherent-state superpositions (squeezed cat states) on free-space optical pulses, reaching an amplitude of $$\alpha = 2.47$$, which, to our knowledge, exceeds all previously reported values. Our protocol relies on the controlled mixing of the Fock states $$|1\rangle$$ and $$|2\rangle$$ through a tunable beam splitter, followed by heralding via homodyne detection. The resulting state displays three well-resolved negative regions in its Wigner function and achieves a fidelity of $$0.53$$ with the target state $$\propto \hat{S}(z)(|\alpha\rangle - |-\alpha\rangle)$$, with $$\alpha = 2.47$$ and squeezing parameter $$z = 0.56$$. These results constitute a significant milestone for temporal breeding protocols and for the iterative generation of optical GKP states, opening new perspectives for scalable and fault-tolerant photonic quantum architectures.
Полученный «кот» настолько велик, что его отрицательные области на специальной карте (функции Вигнера) можно разглядеть без микроскопа — они видны как три отчётливых провала.