Как поймать квантовый узор за мгновение ✎

Оригинал: "Heralded ultrafast generation of macroscopic quantum states in matter with bright squeezed vacuum light"
· Shohei Imai
arXiv:2605.30224 · 2026-05-28 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Свет, прошедший через вещество, после одного измерения оставляет его в квантовой суперпозиции.

Лазер выстреливает очень коротким импульсом света — он длится меньше одной миллионной доли секунды. Этот свет не простой: его называют «сжатым вакуумом», потому что в нём шум в одной части световой волны уменьшен, а в другой увеличен. Когда такой свет проходит через вещество, он обычно оставляет вещество в смешанном, неопределённом состоянии. Но если после этого измерить одну характеристику света, например его электрическое поле, то вещество вдруг оказывается в чётком квантовом состоянии.

Это похоже на то, как если бы вы бросали монеты и записывали только те броски, где выпал орёл. До записи у вас просто куча монет, а после отбора остаётся набор с определённым свойством.

Для вещества, состоящего из множества одинаковых частиц, такое измерение отбирает состояние, где все частицы поляризованы одинаково. Это состояние очень чувствительно к внешним воздействиям, поэтому его можно использовать в датчиках, которые измеряют магнитные поля или гравитацию с большой точностью. Важно, что всё происходит очень быстро — быстрее, чем вещество успевает потерять свои квантовые свойства.

Яркий сжатый вакуум может содержать до $10^{13}$ фотонов в одной моде, что сравнимо с числом звёзд в небольшой галактике. При этом его квантовая природа проявляется в суперпозиции когерентных состояний, а не просто в шуме.

Идея макроскопической квантовой суперпозиции перекликается с котом Шрёдингера, а создание котоподобных состояний вещества напоминает сюжеты о квантовых компьютерах, где такие состояния используются для вычислений.

Учёные
Niels BohrPascual JordanWerner HeisenbergAbner ShimonyAlain AspectAnton Zeilinger
Понятия
генерация квантового света сжатый свет гауссовы состояния макроскопическая суперпозиция сжатое состояние извлечение квантовой запутанности генерация одиночных фотонов с объявлением когерентное состояние квантовая электродинамика резонатора вакуум конденсат люминесцентные материалы когерентная спектроскопия цветовая сверхпроводимость трёхфотонная запутанность тёмная материя из конденсата Бозе-Эйнштейна детектирование тёмной материи кварк-глюонная плазма рождение частиц принцип суперпозиции