Fizicienii au filmat, pentru prima dată, saltul cuantic al sunetului
Până acum, salturile cuantice ale luminii puteau fi observate direct, dar cele ale sunetului rămâneau teoretice. Cercetătorii de la Stanford le-au surprins în timp real, un pas care ar putea îmbunătăți corectarea erorilor în computerele cuantice și senzorii biologici ultra-sensibili.
O echipă de la Universitatea Stanford a observat, pentru prima dată în timp real, saltul cuantic al unui singur foton de sunet, adică momentul exact în care acesta dispare brusc dintr-o stare de energie și apare în alta. Rezultatul, publicat în revista Science în septembrie 2026, deschide o cale nouă spre computere cuantice mai stabile și senzori extrem de sensibili.
Fenomenul salturilor cuantice e cunoscut de aproape un secol în fizica luminii, dar echivalentul pentru sunet, adică pentru fononi, particulele care descriu vibrațiile mecanice la scară cuantică, nu fusese niciodată surprins direct. Cercetătorii, conduși de profesorul asociat Amir Safavi-Naeini, alături de Takuma Makihara și Erik Szakiel, cu sprijinul unui colaborator de la Caltech, au reușit să facă vizibil acest salt.
Cum funcționează
Echipa a cuplat un rezonator mecanic microscopic, practic un diapazon la scară cuantică, cu un qubit supraconductor capabil să detecteze dacă fononul se afla în starea de energie 0 sau 1. Rezonatorul a putut vibra coerent timp de 2 milisecunde, o durată neobișnuit de lungă la scară cuantică. Pentru comparație, dacă un diapazon obișnuit ar avea aceeași capacitate relativă de a-și păstra vibrația, ar continua să sune ore întregi. Această stabilitate a permis mii de măsurători succesive, suficiente ca să surprindă exact momentul în care fononul sare brusc dintr-o stare energetică în alta.
Ce urmează
Posibilitatea de a observa și controla direct aceste salturi are implicații practice concrete. Poate ajuta la corectarea erorilor din computerele cuantice, o problemă centrală care ține deocamdată aceste mașini departe de utilizare pe scară largă. De asemenea, ar putea sta la baza unor senzori ultra-sensibili, capabili să detecteze proteine individuale în interiorul celulelor, sau la un control mai precis al vibrațiilor în dispozitivele electronice de mâine.
Fiind un studiu publicat într-o revistă cu recenzie riguroasă, rezultatul e considerat solid din punct de vedere științific, dar rămâne, deocamdată, o demonstrație de fizică fundamentală într-un laborator specializat, nu o tehnologie gata de aplicare. Drumul de la observarea unui foton individual la un computer cuantic funcțional presupune încă ani de dezvoltare inginerească.