Технологии неполного ноля

Квантовые эффекты могут обеспечить нас сверхбыстрыми компьютерами, сверхточными измерительными приборами и абсолютно защищенными каналами связи. Однако зачастую они требуют создания особых условий. Так, самая комфортная температура для квантовых экспериментов — абсолютный ноль, или −273,15 °C. При этом квантовый принцип суперпозиции, допускающий сосуществование живого и мертвого кота Шредингера и другие невообразимые вещи, может действовать в полную силу. Кроме того, при абсолютном ноле теоретическое описание квантовых процессов несколько упрощается, и у физиков и инженеров оказывается в руках ряд строгих утверждений, помогающих предсказывать результаты квантовых экспериментов и проектировать квантовые устройства.

«Однако в силу третьего начала термодинамики абсолютный ноль недостижим — он является лишь полезной абстракцией. В реальной жизни температуры всегда конечны, и они могут полностью разрушить деликатные квантовые суперпозиции, лежащие в основе работы квантовых устройств. Поэтому контроль тонких процессов при конечной температуре является центральной задачей квантовых технологий», — рассказывает Олег Лычковский, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий, Московского физико-технического института и Математического института имени В. А. Стеклова РАН.