Сегодня 21 марта 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 🔥
Microsoft представила MAI-Image-2 — ИИ-генератор изображений, который оказался неожиданно хорош в фотореализме и инфографике 6 мин.
Меньше ИИ, больше надёжности: Microsoft рассказала, как будет возвращать утраченное доверие к Windows 11 10 мин.
Суд признал, что «глупые твиты» Илона Маска перед покупкой Twitter привели к убыткам инвесторов 7 ч.
Панель задач Windows 11 всё же станет перемещаемой — как в Windows 10 11 ч.
Новая статья: Esoteric Ebb — кубик всемогущий. Рецензия 13 ч.
Поиск Google начал подменять заголовки новостей сгенерированными ИИ — и не гнушается искажением смысла 13 ч.
Продажи Crimson Desert в день релиза превысили два миллиона копий — Pearl Abyss пообещала оперативно улучшать игру 17 ч.
Мартовское обновление Windows 11 сломало вход в Teams и OneDrive, призналась Microsoft 18 ч.
Саудовский фонд купит разработчика Mobile Legends: Bang Bang за $6 миллиардов — владелец TikTok устал от игр и хочет сосредоточиться на ИИ 18 ч.
Crimson Desert не запускается на видеокартах Intel Arc — издатель призвал оформить возврат средств 19 ч.
Tesla нацелилась на 100 ГВт солнечной энергии — с китайской помощью 30 мин.
Второй полёт прототипа тихого сверхзвукового авиалайнера NASA X-59 оказался недолгим, но информативным 47 мин.
Джефф Безос поставил на физический ИИ: он создаёт фонд на $100 млрд для скупки производств и перевода их на ИИ-рельсы 6 ч.
xAI переманила у OpenAI крупного клиента, применив тактику «внедрения» 7 ч.
Nintendo сделает батарею в Switch 2 сменной, но не для всех 7 ч.
Intel прислушается к пользователям и перестанет менять сокеты как перчатки 11 ч.
В Китае придумали, как охлаждать квантовые процессоры без дефицитного гелия-3 15 ч.
Huawei представила смартфон Mate 80 Pro Max Wind Edition с сильно выступающими камерами и вентилятором 16 ч.
Доступный MacBook Neo стал хитом: Тим Кук похвастался лучшим запуском новых Mac в истории 16 ч.
Ракету SLS с кораблём Orion вернули на стартовую площадку в преддверии исторического облёта Луны людьми 17 ч.