Учёные из Федеральной политехнической школы Лозанны создали акустическую систему, которая имитирует квантовые явления с помощью звуковых волн.
Система основана на акустическом материале, состоящем из шестнадцати связанных кубиков — «акустических атомов». Каждый кубик оснащен динамиком и микрофоном, позволяющим генерировать и регистрировать звуковые волны, имитирующие поведение квантовых частиц. Возможность прямого измерения характеристик звуковых волн (фазы и амплитуды) без нарушения их состояния делает эту систему уникальной. Такой подход недоступен при работе с квантовыми системами из-за эффекта наблюдателя. Благодаря высокой управляемости «акустических атомов», материал можно настраивать для моделирования различных квантовых явлений, неobservable в природе.
Этот подход открывает возможности для изучения квантовых эффектов. Например, принцип суперпозиции, иллюстрируемый мысленным экспериментом «кот Шрёдингера», можно легко продемонстрировать с помощью звука. Звук музыкального инструмента – это наложение множества частот, воспринимаемых нами одновременно. Аналогично квантовая частица может находиться в нескольких состояниях одновременно до момента измерения. Акустическая система позволяет исследовать такие явления без разрушения их «суперпозиции». Кроме того, структура метаматериала напоминает строение уха улитки, что позволяет использовать его для моделирования слуховых процессов и изучения проблем слуха, таких как тиннитус. Одним из самых перспективных направлений является разработка акустического аналогового компьютера, способного обрабатывать информацию подобно квантовому компьютеру, но с использованием звуковых волн.