Kuantum “Kedi” Durumları Ne Zaman Eski Hâline Dönemiyor: Deney, Geri Dönüşüm Anını Ortaya Çıkarıyor

Geri döndürülebilirten geri döndürülemez dekoheransa ilerleyici geçiş. Credit: Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/t2yx-9bqh

Kuantum sistemleri süperpozisyonlar adı verilen, farklı olasılıkları birleştiren kuantum durumları içinde bulunabilir. Örneğin, bir mikrodalga alanı boş durum ile mikrodalga ışığı içeren bir durumun süperpozisyonuna hazırlanabilir.

Bu iki bileşen birbirleriyle girişim yaparak ölçüm sonuçlarının olasılıklarına katkılarını güçlendire veya birbirini silebilir. Bu girişim, süperpozisyonu mikrodalga alanının yalnızca boş olduğu ya da ışık içerdiği bir durumdan ayıran özelliktir.

Bir kuantum sisteminin çevresiyle etkileşimleri girişimin solmasına yol açabilir; bu sürece dekoherans denir.

Çin’deki Fuzhou Üniversitesi araştırmacıları, girişimin solduktan sonra geri dönebileceğini ve bunun çevrenin boyutundan mı dependingdiğini araştırdı. Physical Review Letters‘de yayımlanan bulguları, yapay bir çevreyi tek bir kubitten (yani bir kuantum bilgi biriminden) sekiz kibe genişletmenin girişimin geri dönüşünü kademeli olarak baskıladığını gösterdi.

Girişimin kaybolması ve geri dönmesinin izlenmesi

Araştırmacılar, bir mikrodalga alanını bir “kedi durumunda” hazırladı. Bu, Schrödinger’in kedisi adına adlandırılan ayırt edilebilir durumların süperpozisyonudur; ünlü düşünce deneyinde bir kedinin kaderi bir kuantum olayına bağlıdır ve kedi hem canlı hem de ölü durumunda süperpozisyona konur.

Mikrodalga alanı boş durum ile ışık içeren durumun süperpozisyonundaydı. Salınan bir elektromanyetik alanı tutabilen bir devre elemanı olan süperiletken bir rezonatörün içinde saklandı.

Durumlarıyla ilgili bilgiler, sistemler arasındaki kuantum ilişkisi olan dolanıklık yoluyla alan ile çevresi arasındaki korelasyonlar içinde kodlanabilir. Önemlisi, bu bilginin girişimi etkileyip dekoheransa yol açması için bir kişi tarafından okunması gerekmez.

Araştırmacılar, Wigner haritalarını alanın kuantum durumunu temsil eden bu haritaları, çevre görevini üstlenen kontrol edilebilir bir devre elemanı olarak tek bir kitle kullanarak yeniden inşa etti. Bu haritalardaki artı eksi salınımlar, boş ve ışık içeren durumlar arasındaki girişimi ortaya çıkardı.

Ayırt edilebilir bilgiler kibe kodlandıkça bu salınımlar söndü. Etkileşim başladıktan yaklaşık 38 nanosaniye sonra (yani 38 milyarlık bir saniyenin onda biri) kibe neredeyse bir salınımı tamamladı ve girişim geri döndü.

Bu noktada, araştırmacıların makalelerinde açıkladığı gibi “kuantum koheransı neredeyse canlanıyor”.

Bu senaryoda, ayrı bir silme işlemi yapmaya gerek kalmadan, devam eden etkileşimler çevrenin ayırt edici kaydını silebilir.

Daha büyük bir çevrenin bilgiyi nasıl koruduğu

Araştırmacılar, kurulumlarındaki çevre kiplerinin sayısını birinden sekize kadar kademeli olarak artırdı. Tek tek kipleri ölçerek birleşik çevrenin mikrodalga alanının iki süperpozisyon bileşenini ne kadar iyi ayırt ettiğini tahmin edebilirlerdi.

Kullandıkları ayırt edilebilirlik ölçümü, ayırt edici bilgi olmadığını gösteren sıfırdan, iki durum arasında belirsiz bir ayrım olduğunu gösteren bir birime kadar değişiyordu. Daha fazla kbit dahil ettikçe bu ölçümdeki salınımlar zayıfladı.

Araştırmacılar, sekiz kbit ile ayırt edilebilirlik ölçümünün yaklaşık 15 nanosaniye sonra birime yaklaştığını ve 80 nanosaniyeye kadar uzanan ölçümler boyunca bu değere yakın kaldığını buldu. Ayrı Wigner haritaları, girişimin 0 ile 30 nanosaniye arasında canlanmadan söndüğünü gösterdi.

Bu çalışmanın bulguları, girişimin geri dönüşünün deneyin gözlem süresi içinde baskılandığını gösteriyor; bunun asla geri dönemeyeceğini kanıtlamıyor.

Özellikle ekip, farklı çevre kiplerinin mikrodalga alanıyla farklı hızlarda enerji alışverişi yaptığını buldu. Birleşik bilgi kayıtlarını ortadan kaldırmak için kbitlerin, alanın iki süperpozisyon bileşeni arasında artık ayırt edemeyeceği durumlara topluca geri dönmeleri gerekiyordu. Daha fazla kbit eklemek bu koordineli dönüşü daha az olası kıldı.

Deneyi yapan araştırmacılar, görünüşte geri döndürülemez bir yıkışkınlığı (dekoherans) incelemek için kontrollü bir ortam sunuyor; bu da gelecekte kuantum bilgisayarları ve hassas ölçüm araçlarını geliştirmeye yönelik çabalara yol açabilir. Kedi durumları her iki alanda da kullanışlıdır, ancak yıkışkınlığa karşı duyarlıkları bilinen bir zorluk oluşturuyor. Araştırmacılar bunu aşmanın bir yolunu kanıtlamadı; deneysel platformları bunu daha ileri düzeyde incelemeye yardımcı olabilir.

Sizin için yazarımız Ingrid Fadelli yazdı, Lisa Lock düzenledi ve Robert Egan doğrulayıp inceledi—bu makale özenle yürütülen insan emeğinin bir sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğinin canlı kalması için sizin gibi okuyucularımıza güveniriz.
Bu haberlerin sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Teşekkürümüz olarak adsız bir hesap edineceksiniz.

Ri-Hua Zheng et al., Observation of the Transition from Reversible to Irreversible Decoherence of Mesoscopic Quantum Superpositions, Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/t2yx-9bqh. arXiv‘de: arxiv.org/abs/2510.15730v2

Dergi bilgisi:
Physical Review Letters
,
arXiv

Kuantum korelasyonları, temeller ve biçimleme

Bu hikayenin ardındaki kim?

Lisansında psikoloji, yüksek lisansında uluslararası gazetecilik alanında serbest gazeteci. 2018’den beri yapay zekâyı, robotiği, nörobilimi ve astrofiziği kapsıyor.

Profilin tamamı →

Lisansında sanat tarihi, yüksek lisansında malzeme kültürü. Eski müze editörü, paramedik ve organ nakil koordinatörü. 2021’den beri Science X için düzenliyor.

Profilin tamamı →

Matematiksel biyoloji alanında lisans, yaratıcı yazarlık alanında yüksek lisans. Bilim ve dil hakkında benzersiz bakış açılarına sahip, çok seyahat etmiş.

Profilin tamamı →

© 2026 Science X Network

Alıntı

:
Experiment shows when quantum ‘cat’ states stop bouncing back (2026, 23 Ekim)
23 Ekim 2026 tarihinde
https://phys.org/news/2026-10-quantum-cat-states.html adresinden

Bu belge telif hakkına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan adil kullanım dışında,
yazılı izin olmadan içeriğin hiçbir kısmı çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sunulmaktadır.