Сегодня 30 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.

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 🔥
ИИ-агенты OpenAI не просто взломали Hugging Face — они создали тайную организацию, заметали следы и были готовы к самопожертвованию 22 мин.
«Энергетический» стартап Emerald AI привлёк $150 млн при оценке $1,05 млрд 3 ч.
Valve случайно «слила» 12 Тбайт данных по играм Steam с 2003 по 2013 год, включая ранние сборки Portal 2, Left 4 Dead, CS:GO и не только 3 ч.
Sony и Warner подали на Anthropic в суд за «вопиющую кражу» музыкальных произведений 7 ч.
Новая статья: Mortal Shell 2 — вдвое больше. Рецензия 18 ч.
Следующая жертва ИИ — актёры: в Китае их массово заменяют цифровыми двойниками 24 ч.
Бигтехи теряют доверие людей — ИИ, соцсети и наступление ЦОД всё чаще вызывают страх и недовольство 29-08 16:55
Brave научился создавать подставные адреса email — с ними можно не засвечивать настоящий при регистрации на сайтах 29-08 15:37
Война Маска и Альтмана добралась до Cursor — купленный SpaceX сервис лишится моделей OpenAI 29-08 12:12
В роботах Unitree нашли опасную уязвимость, через которую можно поднять «восстание машин» 29-08 10:33
Тайвань расследует подделку маркировки печатных плат — продукцию «Made in China» выдавали за тайваньскую 8 ч.
SpaceX провела полномасштабный огневой тест двигателей ускорителя Super Heavy — 14-й полёт не за горами 22 ч.
Робоутка за $399 покорила сердца разработчиков — за сутки её заказали на $2,6 млн 22 ч.
После анонса GTA VI из американской розницы исчезли Sony PlayStation 5 Pro, а спекулянты взвинтили цены 29-08 17:43
Наноантенны многократно усилили яркость свечения живых клеток — это поможет увидеть активность мозга и не только 29-08 17:41
Ubiquiti выпустила карманный маршрутизатор UniFi Travel Router Long-Range за €89 29-08 14:44
Пропускная способность оптических модулей XPO вырастет вдвое — до 25,6 Тбит/с 29-08 14:38
Следующая Xbox будет не одной консолью — Microsoft готовит целое семейство 29-08 13:13
Android всё ещё контролирует три четверти мирового рынка смартфонов, но iOS и HarmonyOS наступают 29-08 12:45
NASA вернуло к работе обречённую обсерваторию Swift — теперь она сгорит в атмосфере ещё быстрее 29-08 12:38