Сегодня 11 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные впервые «порулили» квантовой неопределённостью в реальном времени

Квантовая неопределённость, или принцип неопределённости Гейзенберга, утверждает, что невозможно одновременно с высокой точностью измерить две взаимосвязанные характеристики квантового объекта. Именно поэтому электрон не движется по строго заданной орбите вокруг ядра атома, а существует в виде размытого электронного облака. Но, как выяснили учёные, этой неопределённостью можно управлять — и это открывает новые возможности для квантовых технологий.

 Источник изображения: University of Arizona

Источник изображения: University of Arizona

Чтобы понять идею, принцип неопределённости можно представить как надутый воздушный шар. Если на него надавить, шар сплющится в одном месте, но вытянется в другом — общий объём при этом не изменится. То же самое и в квантовом мире: уточняя одну характеристику частицы (например, её фазу или амплитуду), мы неизбежно теряем точность в другой. Однако само произведение этих неопределённостей остаётся постоянным.

В то же время произведение условно противостоящих друг другу квантовых характеристик остаётся неизменным. Возможность управлять квантовой неопределённостью в реальном времени — подкручивать точность измерения то одной, то другой характеристики из «противоречивых» пар открывает новые возможности в сфере квантовых измерений и, в частности, в квантовой криптографии.

Открытие сделали учёные из Университета Аризоны (University of Arizona). Они поставили перед собой задачу научиться в реальном времени изменять точность измерения либо фазы, либо амплитуды (интенсивности) фотонов. Одновременно с высокой точностью нельзя измерить обе эти характеристики фотона. В противном случае мы бы поймали его в пространстве и времени и могли бы рассчитать траекторию полёта с предсказанием дальнейшего движения, что лишает квантовый объект его сущности — набора вероятностей.

Учёные представляют задачу как сжатие света в форму пули, где «пуля» — это область возможных значений фазы и интенсивности фотона. Они смогли управлять процессом с помощью технологии четырёхволнового смешения, при котором различные источники света взаимодействуют и комбинируются друг с другом. Для этого был использован лазер со сверхбыстрыми (фемтосекундными) импульсами. Импульс лазера разбивался на три одинаковых луча с разной длиной волны (на три цвета) и фокусировался в кварцевом стекле. Изменение ориентации кварца по отношению к лучам меняло итоговый сигнал, как будто кто-то садился на надутый шарик: он то превращался в пулю, то округлялся.

Такое управление позволяет повысить точность измерения амплитуды света и улучшить соотношение сигнал/шум. Кроме того, оно открывает новое направление в квантовой криптографии. Теперь злоумышленнику, пытающемуся перехватить квантовый ключ, будет недостаточно просто зафиксировать факт передачи фотона — ему придётся учитывать ещё и уровень неопределённости, который динамически изменяется в процессе передачи. Это делает перехват практически невозможным.

По словам авторов, технология «сверхбыстрого квантового света» может найти применение не только в защищённой связи, но и в разработке высокочувствительных датчиков, квантовой химии и биомедицине. В будущем такие системы могут помочь создавать более точные диагностические инструменты, новые методы поиска лекарств и сенсоры для мониторинга окружающей среды.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Новая статья: Ace Combat 8: Wings of Theve — одна из лучших игр серии. Рецензия 5 ч.
Трамп обещал отделить американский TikTok от Китая, но связи с ByteDance сохранились 12 ч.
Стартовые продажи Gears of War: E-Day составили скромные 230 тысяч копий — игроки предпочли знакомиться с шутером через Game Pass 13 ч.
Гонка ИИ превратилась в ценовую войну — OpenAI догоняет Anthropic 15 ч.
Anthropic и OpenAI готовятся к первой крупной катастрофе по вине ИИ 18 ч.
Белый дом отныне будет требовать от разработчиков ИИ обязательного предоставления отчётов об инцидентах с моделями 21 ч.
Президент Трамп объявил врагами всех, кто не готов использовать термин «сверхинтеллект» 22 ч.
Новая статья: RetroSpace — осторожно, уборщик галактику спасает. Рецензия 10-10 00:07
Девять из десяти клиентов VMware задумались об уходе из-за высоких цен 09-10 23:52
Apple Hills Digital: предобученные модели и интеграция с данными для заказчиков важнее стоимости ИИ-нагрузки 09-10 21:59
Let's Encrypt с февраля 2027 года перейдёт на 64-дневные сертификаты 3 ч.
ASML повысила цены на весь ассортимент комплектующих для литографического оборудования 11 ч.
С аппаратных криптокошельков Ledger укарали криптовалюту на $86 млн — и пока непонятно, как 11 ч.
«Настоящая золотая лихорадка» — ИИ-бум перерос в ожесточённую борьбу за вычислительные мощности 13 ч.
Американская Synopsys хочет привлечь китайский ИИ к проектированию китайских чипов — чтобы соблюсти санкции 13 ч.
Аналитики ожидают обрушения спроса на ноутбуки в 2027 году из-за роста цен 13 ч.
Стоимость современных серверов с поставкой в Россию удвоилась за год 13 ч.
Рекордные цены отпугнули покупателей Xbox и PlayStation — рынку консолей угрожает кризис, как в 80-х 15 ч.
HPE анонсировала серверы ProLiant Gen13 на платформе AMD EPYC Venice 9006 15 ч.
До 22 ядер Arm Neoverse N2 и два канала DDR5-5200: Xsight Labs представила DPU серии E1L 15 ч.