Фазовые переходы, как и замерзание воды в лед, являются привычной частью нашего мира. Но в квантовых системах они могут вести себя еще более драматично, и квантовые свойства, такие как неопределенность Гейзенберга, играют центральную роль. “Диссипативные фазовые переходы” (DPT) в квантовых системах приводят к новым состояниям.
DPT важны для понимания квантовых систем в неравновесных условиях и имеют практическое значение для создания надежных квантовых компьютеров и датчиков. Исследователи под руководством профессора Паскуале Скарлино из EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) разработали сверхпроводящий резонатор Керра. Чтобы обеспечить точность, эксперименты проводились при температурах, близких к абсолютному нулю, снижая фоновый шум практически до нуля.
Резонатор Керра сыграл ключевую роль, потому что он может усиливать квантовые эффекты, которые часто слишком тонки для наблюдения. Поскольку он может реагировать на двухфотонные сигналы с чрезвычайной чувствительностью, исследователи смогли использовать его для изучения фазовых переходов с беспрецедентной точностью, чего традиционные установки просто не могут достичь.
Результаты открывают новые перспективы для разработки стабильных и чувствительных квантовых систем, что может революционизировать квантовые информационные технологии.
Схема нелинейного сверхпроводящего резонатора для исследования диссипативных фазовых переходов. Фото: Гийом Болье, CC BY-SA 4.0.
Дополнительная информация: Guillaume Beaulieu et al, Observation of first- and second-order dissipative phase transitions in a two-photon driven Kerr resonator, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56830-w
Источник: Unlocking the secrets of phase transitions in quantum hardware