Сегодня 10 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 🔥
The Witcher 4 получит поддержку технологии RTX Mega Geometry для ускорения трассировки сложной геометрии 33 мин.
От GTX 1060 до RTX 5070 Ti: разработчики Crimson Desert раскрыли полные системные требования и технические особенности игры на консолях 54 мин.
Поддельное приложение Starlink внедряло майнер криптовалют на Android-смартфоны 60 мин.
Nvidia запустит динамический генератор кадров 31 марта 2 ч.
Андрей Карпатый научил ИИ-агентов проводить сотни экспериментов, пока люди спят 2 ч.
Microsoft предложит компаниям нанимать ИИ-агентов как сотрудников по подписке 3 ч.
ФАС: запрет на рекламу в YouТube и Telegram наступит тогда, когда к ним официально ограничат доступ 3 ч.
«Не воруйте эту книгу»: около 10 000 писателей выпустили «пустую» книгу в знак протеста против ИИ 3 ч.
Производитель игрушек «засветил» Fallout 3 Remastered 3 ч.
IBM второй раз пытается заключить контракт с Почтой Великобритании для замены скандального софта Horizon 4 ч.
Необретённые технологии: учёные нащупали путь к «идеальному стеклу» со свойствами алмаза и металлу со свойствами стекла 3 мин.
Выпускники лучших китайских вузов массово уходят из ИТ и финансов в промышленность и энергетику 8 мин.
Groq увеличил заказ на производство чипов у Samsung более чем в 1,5 раза 3 ч.
Samsung тестирует кремний-углеродные батареи для электроники на 12 000 и 18 000 мА·ч — вариант на 20 000 мА·ч провалил испытания 3 ч.
Гендиректор Phison: «ни денег, ни запасов не хватит» — цены на NAND продолжат расти астрономическими темпами 3 ч.
В ближайшие часы на Землю упадёт старый 600-кг спутник NASA — вероятность жертв и разрушений признана незначительной 4 ч.
Память для флагманов нового поколения: SK hynix готовит 16-гигабитные чипы LPDDR6 со скоростью 10,7 Гбит/c 4 ч.
KKR задумала продать производителя систем охлаждения для ЦОД CoolIT почти в 10 раз дороже, чем покупала 4 ч.
Строитель ИИ-фабрик Nscale привлёк ещё $2 млрд 5 ч.
CNBC: Oracle строит «вчерашние» дата-центры за счёт будущих долгов 5 ч.