Dabartinės technologijos leidžia gaminti elektrines grandines, kurios panašios į tas, su kuriomis susiduriame kiekvieną dieną, tačiau panaudojimo galimybės pastarąsias gerokai pralenkia: jų dydis siekia tūkstantines milimetro dalis. Kai tokios grandinės pagaminamos iš superlaidžių medžiagų ir atšaldomos iki reikiamos temperatūros, kasdienė fizika lieka nuošalyje ir atsiveria keistasis kvantinės mechanikos pasaulis.
Šių grandinių elgesys primena dirbtinius atomus (kvantinių kompiuterių kubitus), o pažvelgus iš arčiau tampa aišku, kad kvantinės optikos, kvantinės informacijos ir kondensuotųjų medžiagų fizikos idėjos čia gerokai persipynę.
Baskų universiteto (Ispanija) tyrėjas Enrikė Solanas (Erique Solano) kartu su kolegomis iš Vokietijos ir Japonijos atlieka eksperimentus ir kuria teorinį modelį, kuriuo siekia parodyti, jog esant tam tikroms sąlgyoms kubito superlaidininko kvantiniai šuoliai tarp energijos lygmenų tampa uždrausti.
Šis reiškinys stebimas, kai tam tikros energijos šviesos fotonai yra nukreipiami į kubitą, įmontuotą mikrobangų grandinėje (panašiai kaip mikrobangų krosnelė – tik mikrosokopiniu masteliu).
Kad būtų lengviau suprasti, įsivaizduokite įprastinę grandinę, kurioje elektronai juda tik suteikus tam tikrą energiją, t. y. esant tam tikrai įtampai.
Atominėje grandinėje reikalingą energijos kiekį suteikia atkeliaujantys šviesos fotonai, tačiau vien jų nepakanka, kad įvyktų įprastiniai kvantiniai šuoliai tarp dviejų atomo energijos lygmenų. Šuoliams būtina dar ir kubito simetrija. Atrodo tarsi kvantinė prigimtis reikalautų ne tik energijos, bet ir tam tikros kubito būsenos.
Jeigu kubitas yra aprašomas simetriniu potencialu, šuolis yra uždraudžiamas, todėl negali įvykti. Jeigu kubitą aprašantis potencialas turi asimetrinį pavidalą, kvantinis šuolis yra leidžiamas. Šį keistą elgesį tyrėjai tiek pademonstravo laboratorijoje, tiek aprašė teoriškai. Kadangi draudimo taisyklės priklauso nuo potencialo pavidalo, jas „įjungti“ ir „išjungti“ labai paprasta.
Šis tyrimas yra svarbus žingsnis bandant iki galo išsiaiškinti galimų ir draudžiamų kvantinių šuolių prigimtį superlaidžiose grandinėse. Tikimasi, kad visa tai gali pavykti pritaikyti ateities kvantinių skaičiavimų ir informacijos technologijų elektrodinaminėse grandinėse.
E. Solanas daktaro laipsnį igijo valstybiniame Rio de Žaneiro universitete. Padirbėjęs Liudviko Maksimiljano universitete Miunchene, tyrimus toliau tęsia Ispanijoje.
