Физичари од Универзитетот во Оксфорд демонстрираа нов начин за управување со квантни системи, создавајќи досега недостижен ефект наречен квадростиснување. Станува збор за квантна интеракција од четврти ред, добиена во експеримент со еден заробен јон и прецизно контролирани ласерски полиња.
Во многу квантни системи честичките или полињата може да се опишат како осцилатори, слично на минијатурни пружини или нишала. Такви модели се користат за светлина, молекуларни вибрации и движење на поединечни атоми. Контролата врз овие осцилации е важна за квантните компјутери, симулации и сензори со исклучително висока чувствителност.
Една од главните техники во оваа област е квантното стискање. Поради правилата на квантната механика, не можат истовремено бесконечно прецизно да се измерат поврзани величини како положба и импулс. Со стискање, неизвесноста се прераспределува: една величина станува попрецизна, додека другата станува понеодредена. Сличен принцип веќе се користи кај детектори на гравитациски бранови, каде што ја подобрува чувствителноста.
Оксфордскиот тим отишол подалеку од стандардното стискање. Со комбинирање на две сили што поединечно создаваат едноставни ефекти, истражувачите добиле посложени интеракции. Клучот е некомутативноста: во квантната физика, редоследот и комбинацијата на дејствата може да го сменат крајниот резултат. Наместо да ја избегнат оваа особина како извор на несакана динамика, тие ја искористиле за да засилат ретки квантни ефекти.
Со истиот експериментален систем научниците успеале да создадат обично стискање, тристиснување и, за првпат на која било платформа, квадростиснување. Со фино прилагодување на фреквенциите, фазите и јачината на применетите сили, тие можеле да изберат кој тип интеракција ќе се појави и истовремено да ги намалат несаканите ефекти.
Резултатите, објавени во Nature Physics, покажуваат дека четврторедната интеракција била создадена многу побрзо отколку што би се очекувало со конвенционални пристапи. За проверка, тимот го реконструирал квантното движење на заробениот јон и забележал различни обрасци што одговараат на втор, трет и четврти ред на стискање.
Овој метод може да биде корисен за квантни симулации, прецизни мерења и идни квантни компјутерски архитектури. Истражувачите веќе работат на проширување кон посложени системи со повеќе начини на движење, што би можело да отвори нов простор за испитување на квантни состојби кои досега биле практично недостапни.
