Fizycy odkrywają nowy sposób „widzenia” rzeczy bez patrzenia na nie: ScienceAlert

Normalnie, aby coś zmierzyć, musimy w jakiś sposób na to zareagować. Niezależnie od tego, czy jest to pulsacja, mrowienie, echo fal dźwiękowych czy grad światła, prawie niemożliwe jest patrzenie bez dotykania.

W dziedzinie fizyki kwantowej istnieją pewne wyjątki od tej reguły.

Naukowcy z Uniwersytetu Aalto w Finlandii proponują sposób „zobaczenia” impulsu mikrofalowego bez pochłaniania i ponownego emitowania jakichkolwiek fal świetlnych. Jest to przykład specjalnego pomiaru bez oddziaływań, w którym obserwuje się coś bez wibrowania przez cząstkę pośrednią.

Podstawowa koncepcja „patrzenia bez dotykania” nie jest nowa. Fizycy wykazali, że możliwe jest wykorzystanie falowej natury światła do badania pustych przestrzeni bez wyzwalania ich zachowania podobnego do cząstek poprzez precyzyjne rozszczepienie wyrównanych fal świetlnych wzdłuż różnych ścieżek, a następnie porównanie ich podróży.

zamiast Lasery i lustrazespół wykorzystał kuchenki mikrofalowe i półprzewodniki, co uczyniło to osobnym osiągnięciem. Użyj tzw. ustawienia nadajnik Do wykrywania fali elektromagnetycznej pulsującej w pomieszczeniu.

Chociaż te urządzenia są stosunkowo duże jak na standardy kwantowe, symulują kwantowe zachowanie poszczególnych cząstek w wielu skalach za pomocą obwodu nadprzewodzącego.

„Pomiar bez interakcji to fundamentalny efekt ilościowy, w którym obecność światłoczułego obiektu jest określana bez nieodwracalnej absorpcji fotonów” – napisali naukowcy w swoim badaniu. opublikowany artykuł.

„Tutaj proponujemy i eksperymentalnie demonstrujemy koncepcję bezinterakcyjnej koherentnej detekcji przy użyciu trójpoziomowego nadprzewodzącego obwodu transmisyjnego”.

Zespół polegał na koherencji kwantowej generowanej przez ich niestandardowy system – zdolności obiektów do zajmowania dwóch różnych stanów w tym samym czasie, takich jak Kot Schrödingera – Aby złożona konfiguracja zakończyła się sukcesem.

„Musieliśmy dostosować tę koncepcję do różnych narzędzi eksperymentalnych dostępnych dla urządzeń nadprzewodzących” Fizyk kwantowy Jorge Soren Parawanu mówi:z Uniwersytetu Aalto w Finlandii.

„Z tego powodu musieliśmy również zmienić standardowy protokół bez interakcji w kluczowy sposób: dodaliśmy kolejną warstwę kwantową wykorzystującą wyższy poziom energii do transmisji. Następnie wykorzystaliśmy spójność kwantową uzyskanych trzech poziomów systemu jako zasób.”

READ  Te pięć spektakularnych kraterów uderzeniowych rzuca światło na dziką historię Ziemi

Eksperymenty zespołu zostały poparte modelami teoretycznymi, które potwierdzają wyniki. To przykład tego, co naukowcy nazywają przewagą kwantową, zdolnością urządzeń kwantowych do wykraczania poza to, co jest możliwe w przypadku urządzeń klasycznych.

W delikatnym krajobrazie fizyki kwantowej dotykanie rzeczy jest podobne do ich niszczenia. Nic tak nie psuje wspaniałej fali możliwości jak kryzys rzeczywistości. W przypadkach, gdy wykrywanie wymaga delikatnego dotyku, przydatne mogą być alternatywne metody wykrywania — takie jak ta.

Obszary, w których można zastosować ten protokół, obejmują: Statystyki ilościowe, obrazowanie optyczne, wykrywanie szumów i dystrybucja kluczy kryptograficznych. W każdym przypadku wydajność zaangażowanych systemów zostanie znacznie poprawiona.

„W obliczeniach kwantowych naszą metodę można zastosować do scharakteryzowania stanów mikrofotonowych w określonych elementach pamięci” — mówi Paraoanu. „Można to postrzegać jako bardzo skuteczny sposób wydobywania informacji bez zakłócania pracy procesora kwantowego”.

Badania opublikowane w Komunikacja natury.

Elise Haynes

„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Back to top