Сегодня 10 июня 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.

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
В Guild Wars 3 не будет боевых пропусков, потому что разработчики не хотят держать игроков в заложниках 15 мин.
Siri AI будет предлагать перерывы в затянувшихся диалогах и напоминать, что она — не человек 39 мин.
Игроки призвали Microsoft добавить в Fable русскую локализацию — петиция на сайте Xbox Player Voice набирает популярность 59 мин.
Apple заявила, что вправе удалять из App Store приложения, которые не привлекают пользователей 2 ч.
«Рег.облако» и ispmanager запустили бесплатный облачный сервер для миграции с виртуального хостинга 3 ч.
Electronic Arts предсказала, кто выиграет Чемпионат мира по футболу 2026 года — компания угадала четырёх предыдущих победителей 3 ч.
Глава ИИ в Microsoft раскритиковал Anthropic за попытки приписать Claude проблески сознания 3 ч.
Монумент триумфа: фанаты обрушили серверы Destiny 2 на релизе последнего обновления в знак протеста против окончания поддержки 3 ч.
«Алиса» в поиске «Яндекса» почти перестала ссылаться на сайты вне первой десятки выдачи 4 ч.
Вышло официальное приложение Telegram для Apple Watch 4 ч.
Машины с одним лишь ДВС выбыли из пятёрки самых популярных в Китае легковушек по итогам мая 14 мин.
Гендиректор Xpeng лично возглавит разработку гуманоидных роботов компании 18 мин.
Космические дата-центры SpaceX будут охлаждаться жидким аммиаком — и это усложнит их утилизацию 58 мин.
BYD инвестирует €2 млрд в создание сети зарядных станций в Европе и Великобритании 2 ч.
Астрономы впервые определили границы звёздной колыбели Млечного Пути 2 ч.
Рынок смартфонов пошёл на спад: Samsung переживает кризис памяти лучше всех 2 ч.
Crusoe набрала контрактов почти на 5 ГВт ИИ ЦОД, хотя один из крупных проектов поставлен на паузу 2 ч.
Индия усомнилась в безопасности Starlink и затормозила его запуск в стране 3 ч.
Представлена складная мышь Logitech Mobi Fold с сенсорной прокруткой и быстрой зарядкой 3 ч.
SpaceXAI раскрыла подробности будущих ЦОД на околоземной орбите 3 ч.