과학자들은 양자가 완보동물을 얽히게 하려고 시도했습니다.

물리학자 그룹은 최근 양자역학과 고전역학의 영역을 혼합하려는 시도로 초전도 큐비트에 완보동물로 알려진 미세한 동물을 배치했습니다. 연구자들은 tardigrade가 양자 수준에서 얽혀 있다고 주장하지만 일부 과학자들은 팀의 주장이 실제로 달성한 것 이상이라고 말합니다.

결과는 저널에 게시되지 않지만 현재 사전 인쇄 서버 arXiv에서 호스팅 됩니다.

“양자 사물과 생물학을 연결하는 것에 대해 생각하기 시작하는 것은 매우 멋진 일이라고 생각합니다. 그러나 올바른 주장이 있습니다.”라고 UCLA의 양자 엔지니어인 Claire Aiello가 전화 통화에서 말했습니다. "나는 실험이 양자 생물학에 적합하지 않다고 생각합니다." 트위터에서 물리학자 벤 브루베이커(Ben Brubaker )도 비슷한 비판을 했습니다.

양자 얽힘 은 두 개 이상의 입자가 서로의 특성을 정의하는 현상입니다. 양자적으로 얽힌 입자는 상호 의존적 입니다. 한 입자에 대해 아는 것은 다른 입자에 대해 알려줍니다. 입자가 수십억 마일 떨어져 있어도 마찬가지입니다. 얽힘은 자연스럽게 발생하지만 인간이 이를 관찰하고 양자 역학을 더 잘 이해하려면 실험실 환경에서 유도되어야 합니다.

물곰 또는 이끼 새끼 돼지라고도 하는 완보동물은 애벌레와 미쉐린 맨 사이의 십자가처럼 보이는 작은 동물입니다. Tardigrades는 극한 성 동물입니다. 즉, 진공 상태를 포함하여 대부분의 유기체가 할 수 없는 환경에서도 견딜 수 있고 심지어 번성할 수 있습니다 .

싱가포르, 덴마크, 폴란드에 기반을 둔 연구원들은 얽히게 하려고 하는 완보동물을 선택했는데, 그 이유는 타는 듯한 더위, 얼어붙은 추위, 엄청나게 높은 압력 및 높은 수준의 이온화 방사선과 같은 것들을 견디기 위해 긴 동면에 들어갈 수 있는 능력이 있기 때문입니다. 이 최대 절전 모드를 크립토바이오시스라고 합니다. 동물은 몸에서 수분을 발산하고 몸을 말리고 조건을 관리할 수 있을 때만 다시 살아납니다.

이번 연구의 공동 저자인 Nanyang Technological University의 물리학자인 Rainer Dumke는 “주된 문제는 우리가 양자 수준에서 잘 제어할 수 있는 시스템이 환경과 매우 낮은 에너지, 즉 극도로 차가울 때 잘 격리되어 있다는 것입니다. 싱가포르에서 이메일로. "우리는 올바른 양자 시스템과 적절한 생명체를 찾아야 했습니다."

연구팀은 살아있는 피험자( 2018년 덴마크 지붕 홈통에서 수집한 Ramazzottius varieornatus )를 크립토바이오시스에 넣었습니다. 일단 그들이 그 상태에 있게 되면, 연구원들은 초전도 큐비트(일반 컴퓨팅 비트와 달리 0 또는 1을 동시에 나타낼 수 있는 양자 비트)에 완보 등급(각 실험 실행에서 하나씩)을 배치했습니다. 그들은 시스템의 공진 주파수(물체는 자연적으로 가장 크게 진동하는 주파수)의 변화에 ​​기초하여 큐비트와 결합된 완보성이 보고되었으며, 결합된 완보-큐비트 시스템이 두 번째 인접 큐비트와 얽혀 있다고 가정합니다. 이러한 큐비트는 더 큰 실리콘 칩에 나란히 놓여 있습니다.

그러나 외부 과학자들은 실험이 실제로 양자 얽힘을 보여주었다는 데 회의적이었습니다. 텍사스 라이스 대학의 물리학자인 Douglas Natelson은 블로그 포스트 에서 공진 주파수의 변화는 "의미 있는 의미에서 얽힘이 아니다"라고 썼고 "완성 등급은 기본 실리콘 칩보다 큐비트와 더 이상 얽히지 않습니다. .” 

Aiello는 양자 생물학이 "생물학에 존재하는 내인성 양자 역학적 자유도"를 측정한다고 말했습니다. 즉, 생물의 양자 행동을 정의하는 내부 역학. (예를 들어, 일부 연구자들은 새가 양자 역학을 사용 한다고 생각합니다. 탐색에 도움이 되는 자기장을 보기 위해.) Aiello에 따르면 최근 연구팀은 그렇게 하지 않았습니다. 대신, 그들은 완보동물이 놓여 있는 큐비트의 공명 주파수의 변화에 ​​주목했지만 큐빗과의 상호작용과 무관하게 완보동물의 특성을 측정하지는 않았습니다. Aiello는 실험에 얽힘이 다른 효과와 반대로 발생하고 있음을 확인할 수 있는 방법이 부족했다고 말했습니다. 그녀는 논문 제목인 "초전도 큐비트와 완보행 사이의 얽힘"이 오해의 소지가 있고 완보행과 큐빗 사이의 상호작용이 양자적 효과라기보다는 고전적 효과일 수 있다고 주장했다.

Dumke는 "비판 중 하나는 우리가 예를 들어 컴퓨팅에 이용될 수 있는 유용한 얽힘을 생성하지 못했다는 것입니다."라고 말했습니다. "완성계 자체는 측정할 수 없고 결합된 시스템만 측정할 수 있기 때문에 사실입니다." 그는 완보 등급만 측정하는 것은 “현재의 기술 능력을 넘어선 것이지만 분명히 미래에 시도할 계획”이라고 덧붙였습니다.

완보동물(작지만 원자보다 훨씬 큼)을 얽히게 하는 양자는 이 분야에서 엄청난 도약이 될 것입니다. 광자 및 원자와 같은 입자는 규칙적으로 얽혀 있지만 그 이상으로 커지는 것은 지속적인 도전 입니다. 2007년에는 광합성이 양자 현상의 결과라는 가능성에 대해 흥분의 물결이 일었지만 2020년 연구 에서는 그렇지 않을 가능성이 있다고 가정했습니다. 그 전에는 박테리아가 양자 행동의 힌트를 보여주었습니다 . 그러나 그럼에도 불구하고 그러한 거시적 규모에서 작동하는 양자 시스템을 입증한 작업은 아직 없습니다.