В лабораториях уже создают квантовые состояния, где миллионы атомов ведут себя как единое целое, вопреки всем ожиданиям классической физики. Новые меры «обширного размера» и «запутанного размера» позволяют точно оценить масштаб этой когерентности и запутанности в реальных экспериментах с механическими системами.
Теоретики Бенджамин Ядин из Университета Зигена в Германии и Маттео Фадель из Пекинского университета и ETH Zürich опубликовали 30 октября 2026 года в журнале Quantum работу, где вводят две независимые меры. Первая — extensive size — показывает, на каком расстоянии или импульсе сохраняется когерентность относительно атомных масштабов. Вторая — entangled size — подсчитывает минимальное число подсистем, которые должны быть запутаны, чтобы объяснить наблюдаемые данные. Обе меры опираются на строгие понятия квантовой теории информации и применимы к экспериментальным результатам.
Авторы применили меры к недавним опытам с микромеханическими осцилляторами и дифракцией молекул. В результате они получили нижние оценки genuine multipartite entanglement — подлинной многочастичной запутанности — на уровне от 10^5 до 10^7 атомов. Это означает, что для объяснения наблюдаемых интерференционных картин необходимо считать запутанными именно столько частиц, а не меньше.
Представьте обычную гирлянду: если одна лампочка гаснет, вся цепь может потухнуть. Здесь же запутанность связывает атомы так, что поведение всей системы зависит от коллективного квантового состояния, а не от отдельных частиц. Именно это свойство и фиксируют новые меры, позволяя сравнивать совершенно разные эксперименты на одной шкале.
Работа показывает, что современные механические системы уже приближаются к режиму, где квантовые эффекты проявляются на макроскопическом уровне. Это открывает путь к проверке фундаментальных вопросов, включая возможные пределы, накладываемые квантовой гравитацией, и к созданию более устойчивых квантовых сенсоров и вычислительных элементов.
Результаты, опубликованные в Quantum 30 октября 2026 года, дают четкий инструмент для оценки прогресса в макроскопической квантовой механике и ставят новые ориентиры для будущих экспериментов.
