Сегодня 15 мая 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 🔥
Для Crimson Desert вышло второе крупное обновление за неделю — подробности 1.07.00 32 мин.
Исследователи рассказали, как ИИ Mythos помог взломали новейшую систему защиты памяти Apple 54 мин.
Из-за слухов о скором старте предзаказов GTA VI стоимость Take-Two подскочила почти на $3 миллиарда 2 ч.
Вот это разворот: SAP всё же предоставит ИИ-агентов для локальных ECC и S4/HANA, но при обещании переехать в облако 3 ч.
Продажи пиратского хита Windrose за месяц в раннем доступе Steam превысили два миллиона копий 3 ч.
Модель Claude Mythos от Anthropic помогла взломать macOS, обнаружив и объединив две уязвимости 5 ч.
OpenAI признала утечку данных после шестиминутного взлома TanStack 5 ч.
OpenAI может подать в суд на Apple из-за слабого продвижения ChatGPT 13 ч.
Фильм по The Legend of Zelda выйдет раньше ожидаемого — премьеру опять перенесли 14 ч.
Яростный мультиплеерный шутер Hell Let Loose: Vietnam отправит игроков воевать во вьетнамские джунгли — новый трейлер и дата выхода 16 ч.
Cerebras провела крупнейшее IPO в этом году — акции конкурента Nvidia взлетели на 68 % в первый же день 5 мин.
В России испытали платформу для отечественных беспилотных электрокатеров — она разогналась до 55 км/ч 16 мин.
Samsung начала экстренно сокращать производство перед массовой забастовкой 34 мин.
Honda впервые с 1957 года ушла в убыток — электромобильная стратегия дала сбой 44 мин.
Мини-ПК DX-AIPlayer получил ИИ-ускоритель DX-M1 с производительностью 25 Топс 51 мин.
Microsoft готовит флагманский геймпад Xbox Elite Series 3 с колёсиками и Wi-Fi 2 ч.
Марсоход NASA Perseverance сделал бодрое селфи в ореоле солнечных лучей 3 ч.
Сетевой протокол Multipath Reliable Connection (MRC) улучшит производительность и надёжность ИИ-кластеров 4 ч.
США разрешили покупку NVIDIA H200 десяти китайским компаниям, но сделки застопорились 12 ч.
Новая статья: Обзор ноутбука Acer Swift Go 14 AI: в дороге не подведет 12 ч.