Сегодня 21 мая 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 🔥
Postgres Professional представила СУБД Postgres Pro AXE для гибридных нагрузок 6 ч.
Цукерберг успокоил сотрудников Meta: новых массовых увольнений в этом году не ожидается 6 ч.
Microsoft позвала звёздного аналитика Мэттью Болла спасать стратегию Xbox 7 ч.
«Очередной шедевр Amanita»: авангардная головоломка Phonopolis от авторов Machinarium и Samorost стартовала в Steam с рейтингом 96 % 8 ч.
Embracer подтвердила сроки релиза следующей игры Warhorse Studios — новая Kingdom Come может выйти уже в 2027 году 9 ч.
Хакеры слили данные клиентов Trump Mobile и раскрыли реальные продажи смартфона T1 10 ч.
Сетевой боевик Spellcasters Chronicles от авторов Detroit: Become Human закроется спустя четыре месяца раннего доступа, зато у Star Wars Eclipse всё хорошо 10 ч.
Apple похвалилась, что пресекла мошеннические транзакции на $11,2 млрд за шесть лет и на этом не остановится 11 ч.
Owlcat раскрыла статистику участников «беты» The Expanse: Osiris Reborn и рассказала, как будет улучшать игру после критики фанатов 11 ч.
«Ваше мнение имеет значение»: разработчики Subnautica 2 помогут игрокам защититься от рыб, но оружие добавлять не будут 12 ч.
Samsung увернулась от забастовки, способной взвинтить цены на память — рабочие добились повышения премий 7 ч.
Китайские учёные впервые в истории запитали несколько движущихся по воздуху целей микроволновым лучом 8 ч.
Founders Edition, но не от Nvidia: китайская Lisuan Tech показала игровую видеокарту LX 7G100 в эталонном исполнении 8 ч.
Alibaba представила ИИ-ускоритель Zhenwu M890, который втрое быстрее предшественника 10 ч.
Суперкомпьютер по подписке: Bull предоставила Airbus инфраструктуру HPC-as-a-service 11 ч.
«Билайн бизнес» сообщил о массовом внедрении аудиобейджей с ИИ — они проанализировали 600 тысяч часов разговоров 11 ч.
Представлен iQOO 15T — игровой смартфон с разогнанным Dimensity 9500, 200-Мп камерой и батареей на 8000 мА⋅ч 12 ч.
AMD готовит мини-ПК Ryzen AI Halo для вайб-кодинга без облака за $3999 12 ч.
Производитель премиальной мебели Herman Miller выпустил геймерский стол Coyl — от $1095 12 ч.
TSMC выпустила брендированные кроссовки и рисоварку, но только для своих 12 ч.