Сегодня 30 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 России число заражённых вирусами смартфонов подскочило на 70 % с начала года 3 ч.
Хакеры нашли способ проникать в Gmail через штатный механизм Chrome 3 ч.
Apple ускорила выпуск обновлений безопасности в свете растущей угрозы со стороны ИИ 5 ч.
«Не терпится ждать это семь лет»: амбициозный мод Silksoul для Hollow Knight: Silksong впечатлил фанатов первым трейлером 5 ч.
State of Decay 3 может не выйти — Undead Labs оказалась под угрозой закрытия 7 ч.
Netflix выпустит сериал по мотивам Persona — первые подробности 9 ч.
Oracle пообещала сделать управление развитием MySQL более открытым, но сообщество требует гарантий 16 ч.
В WhatsApp появились никнеймы для скрытия телефонного номера — резервирование уже доступно 16 ч.
Календарь релизов — 29 июня – 5 июля: Undergrounded, Monopoly: Star Wars Heroes vs. Villains 18 ч.
Власти США предложили $10 млн за информацию о хакерах, атакующих пользователей WhatsApp и Signal 18 ч.
Firmus при поддержке NVIDIA развернёт в Индонезии ИИ-кластер из 170 тыс. ускорителей 2 ч.
Dreame выпустила в России робот-пылесос L60 Pro Ultra за 110 тыс. рублей 2 ч.
AOC выпустила доступный 24,5-дюймовый игровой монитор AOC Gaming 25G4ZR с Full HD и 260 Гц 2 ч.
Samsung перестала сомневаться в целесообразности освоения 1,4-нм техпроцесса к 2029 году 2 ч.
Китайцы создали сверхпроводящую катушку для крупнейшего в мире термоядерного реактора — своего собственного 3 ч.
Crusoe инвестирует в израильские ЦОД $10 млрд 3 ч.
Представлен 240-долларовый смартфон OnePlus N6 с батареей на 8000 мА·ч, Dimensity 6360 Max и 50-Мп камерой 3 ч.
Meta научилась точнее распознавать мысленный ввод текста с клавиатуры без операций на мозге и имплантов 3 ч.
51,3 Тбит/с на 206,5 км без усилителей — китайская YOFC успешно протестировала полое оптоволокно 3 ч.
Первый ЦОД, построенный в действующей шахте, открылся в Доломитовых Альпах 4 ч.