Сегодня 01 декабря 2025
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 🔥
Ранний доступ экшена Into the Fire о выживании на разбушевавшемся вулканическом хребте стартует в 2026 году 11 ч.
ИИ-модель Alibaba Qwen3-VL способна уловить почти все детали двухчасового видео, лишь раз его «просмотрев» 13 ч.
Аудитория условно-бесплатного ролевого экшена Where Winds Meet выросла до 9 млн за две недели после релиза 15 ч.
Психологический хоррор The 9th Charnel о группе пропавших учёных-генетиков получил дату релиза 15 ч.
Google отозвала жалобу на Microsoft по поводу антиконкурентной практики Azure псле запуска расследования в ЕС 18 ч.
Кооперативное приключение Split Fiction получило неофициальную русскую озвучку от Mechanics VoiceOver 21 ч.
Сборник хорроров Layers of Fear: The Final Masterpiece Edition от авторов ремейка Silent Hill 2 выйдет на Nintendo Switch 2 уже 19 декабря 22 ч.
Инвесторы не спешат пугаться ИИ-пузыря — деньги в стартапы льются как прежде 23 ч.
Новая статья: Goodnight Universe — колыбельная для крошки. Рецензия 30-11 00:01
Новая статья: Gamesblender № 754: кризис на рынке памяти, Pioner не для российского Steam и 20-летие Xbox 360 29-11 23:39
Sony Bank выпустит в США стейблкоин для упрощения расчётов в экосистеме материнской компании 22 мин.
Новая статья: Компьютер месяца — декабрь 2025 года 8 ч.
Для невышедших Intel Xeon Granite Rapids-WS уже представлена материнская плата Adlink ISB-W890 формата CEB 14 ч.
Вьетнам годами не пускал китайское 5G-оборудование Huawei и ZTE, но новые пошлины США, похоже, заставили власти передумать 14 ч.
AMD случайно подтвердила подготовку Ryzen 7 9850X3D — до анонса осталось чуть больше месяца 15 ч.
Samsung станет крупнейшим производителем телевизоров 20-й год подряд, несмотря на натиск китайских конкурентов 16 ч.
Ускорители вычислений Baidu имеют все шансы стать хитом китайского рынка 24 ч.
SK hynix запустит тотальное расширение фабрик памяти DRAM, чтобы победить дефицит 24 ч.
Micron инвестирует $9,6 млрд в завод по производству памяти HBM в Японии 30-11 00:31
Первый в мире частный научный спутник успешно выведен в космос — он будет изучать звёзды в ультрафиолете 29-11 18:57