Een team van Chinese wetenschappers heeft een nieuw wereldrecord gevestigd door een kwantumsuperpositie te creëren die 1400 seconden stabiel bleef. Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van het vorige record van 20 seconden en opent nieuwe mogelijkheden voor precisie-metrologie en kwantumcalculaties.
Het onderzoek, uitgevoerd door de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China, betrof het koelen van meer dan 10.000 atomen tot temperaturen die slechts enkele duizendsten van een graad boven het absolute nulpunt liggen. Deze atomen werden vervolgens met behulp van lichtstralen gefixeerd. Elk atoom werd in een superpositie van twee spin-toestanden gebracht, een concept dat bekend staat als de "kwantumkat". Dit idee, afkomstig uit een gedachte-experiment van Erwin Schrödinger, beschrijft een systeem dat zich tegelijkertijd in meerdere toestanden bevindt totdat het wordt waargenomen. Normaal gesproken wordt zo'n superpositie snel verstoord door externe factoren. Echter, in dit experiment bleef de superpositie 1400 seconden behouden, wat een wereldrecord is. Wetenschappers geloven dat een verbeterd vacuümsysteem deze tijd nog verder kan verlengen.
Professor Barry Sanders van de Universiteit van Calgary, die niet betrokken was bij het onderzoek, benadrukte het belang van de stabiliteit van deze "kwantumkat"-toestand. Hij merkte op dat de atomen bijzonder gevoelig zijn voor veranderingen in magnetische velden, wat hen veelbelovend maakt voor toekomstige toepassingen in sensoren. Dit onderzoek bouwt voort op eerdere successen, zoals de creatie van een superpositie in een kristal van 16 microgram in 2024, wat de snelle vooruitgang in het onderzoek naar kwantumtoestanden van macroscopische systemen onderstreept.
De resultaten van dit onderzoek zijn significant voor de ontwikkeling van kwantumtechnologieën. Kwantumsuperpositie is een fundamenteel principe dat kwantumcomputers in staat stelt om berekeningen parallel uit te voeren, waardoor ze exponentieel sneller kunnen zijn dan klassieke computers voor bepaalde complexe problemen, zoals cryptografie en machine learning. Kwantummetrologie, het gebruik van kwantumfenomenen zoals superpositie voor uiterst nauwkeurige metingen, kan leiden tot verbeteringen in atoomklokken, navigatiesystemen en zelfs de detectie van zwaartekrachtgolven. De stabiliteit van de kwantumtoestand in dit experiment biedt een stevige basis voor verdere innovaties op deze gebieden.