Вперше в історії фізики вченим з CERN вдалося ізолювати частинку антиматерії в так званому квантовому стані суперпозиції — незавершеному ймовірнісному стані, що лежить в основі квантових технологій. Мова йде про антиквантовий біт або антиматерійний кубіт, створений на основі антипротона — антиматерійного аналога звичайного протона. Цей прорив став можливим завдяки зусиллям колаборації BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment), що досліджує фундаментальні симетрії між речовиною та антиречовиною. Команда помістила антипротон у надточну систему електромагнітних пасток, де він був повністю ізольований від навколишнього впливу. Це дозволило частинці зберігати нестабільний квантовий стан — суперпозицію спінів — протягом рекордних 50 секунд. Квантова суперпозиція — стан, коли частинка одночасно перебуває у двох чи більше квантових конфігураціях — є основою роботи звичайних кубітів у квантових комп’ютерах. Тепер BASE продемонстрував, що навіть антиматерія здатна до такої поведінки, що відкриває нові горизонти не тільки для квантових обчислень, а й для фундаментального розуміння природи Всесвіту. За словами провідного дослідника Стефана Ульмера, цей перший антиматерійний кубіт не тільки дозволить з надзвичайною точністю вимірювати магнітні моменти антипротонів, а й потенційно розкриє таємницю космологічної асиметрії. Адже згідно з чинними моделями фізики, Великий вибух мав би створити однакові обсяги матерії та антиматерії, які повинні були взаємно знищитися. Але Всесвіт, у якому ми живемо, збудований майже виключно з матерії — і причина цієї нерівноваги досі лишається загадкою. Раніше BASE вже виміряв магнітний момент антипротона з точністю до 1,5 частин на мільярд, і навіть така деталізація не виявила відмінностей із протоном. Нові дослідження з ізоляцією суперпозиційного стану обіцяють суттєве підвищення точності, можливо, у 10–100 разів, що може дати перші ознаки істинної різниці між речовиною та антиречовиною. Однією з технічних складностей є те, що антиматерія миттєво анігілює при контакті з речовиною, тож її не можна транспортувати звичайними засобами. CERN розробляє нову систему транспортування — BASE-STEP, яка дозволить доставляти антиматерію у віддалені експериментальні установки з наднизьким рівнем шуму. Завдяки цим новаціям дослідники сподіваються досягти ще довшого часу когерентності спіну, що є ключовим для аналізу квантових властивостей частинок. У спеціалізованих лабораторіях майбутнього, ізолювавши антиматерію від будь-яких збурень, вчені зможуть прислухатись до найтонших «шепотів» Всесвіту — тих слабких сигналів, які можуть пояснити, чому ми існуємо. І, можливо, саме в цих експериментах буде знайдено відповідь на одне з найглибших питань сучасної фізики.