Сегодня 10 августа 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 🔥
Valve заявила о возможной утечке данных пользователей в результате кибератаки на её европейского партнёра по логистике 31 мин.
Цукерберг раскритиковал закрытые ИИ-модели и поддержал принцип открытости исходного кода 33 мин.
Российский рынок ИИ превысил 316 млрд рублей 39 мин.
VK создала ИИ-модель для анализа действий пользователей и составления нейропрофилей 3 ч.
«Смотреть будут все, и вы тоже»: глава Take-Two призвал всех подписаться на Netflix, чтобы не пропустить расширенный показ GTA VI 4 ч.
Потерянный аддон Awakening для Quake 4 нашёлся на старом жёстком диске и спустя 20 лет после отмены стал доступен для игры 6 ч.
Жителей Камчатки оставят без интернета на несколько дней 6 ч.
Blizzard стала самой успешной студией Xbox по итогам года — всё благодаря «выдающимся» результатам Overwatch и Diablo IV 8 ч.
Приложение «Погода» в Windows 11 заподозрили в чрезмерном потреблении памяти — больше 1 Гбайт 12 ч.
Новая статья: Gamesblender 788: шейхи купили EA, реклама на PlayStation, кто убил Midnight Club, Nvidia в космосе 19 ч.
Cooler Master начала продажи GPU Guard — адаптера против плавления разъёмов GeForce RTX 27 мин.
Gigabyte выпустила обновлённую плату B760M Gaming DDR4 с поддержкой Wi-Fi 6E и PCIe 5.0 для графики 30 мин.
Nintendo пообещала бесплатно отремонтировать консоли, повреждённые землетрясением в Кумамото 2 ч.
AMD без лишнего шума анонсировала мобильные процессоры Ryzen 5 439 и Ryzen 7 449 без NPU 2 ч.
Складной iPhone Ultra 3 получит более крупные дисплеи — его анонс ожидается через два года 3 ч.
Сотрудники SK hynix создают новый профсоюз, чтобы ещё эффективнее выколачивать премии из руководства 3 ч.
«ГЛОНАСС» представил систему отслеживания общественного транспорта при сбоях интернета 3 ч.
Lenovo удвоила размер предприятия в США для выпуска серверов и НРС-систем 6 ч.
TSMC продолжает грести деньги благодаря ИИ — июльская выручка взлетела на 45 % 6 ч.
Samsung ускоряет разработку собственных человекоподобных роботов 7 ч.