Сегодня 08 октября 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 🔥
Еврокомиссия выделит €1 млрд на внедрение ИИ в десяти отраслях 4 мин.
Демоны, титаны и невообразимые ужасы: новый геймплейный трейлер Painkiller показал, почему в чистилище веселее с друзьями 11 мин.
Авторы Clair Obscur: Expedition 33 похвастались продажами игры и анонсировали крупное обновление с новой локацией, боссами и костюмами 54 мин.
Российский рынок IaaS и PaaS отметился 30-проценным ростом с начала года 2 ч.
Beeline Cloud представил комплексное решение для работы с «1С» в защищённом облаке 4 ч.
Разработчик Baldur’s Gate 3 бросил тень на план Илона Маска «сделать игры снова великими» с помощью ИИ 5 ч.
У Gemini обнаружили уязвимость с подменой символов, но Google решила ничего не делать 5 ч.
Apple высмеяла Windows 11 в 8-минутном рекламном ролике про «синий экран смерти» 5 ч.
Activision отметит релиз Battlefield 6 неделей бесплатного доступа к Call of Duty: Black Ops 6 5 ч.
Страховые компании отказались работать с OpenAI и Anthropic — риски от внедрения ИИ не поддаются оценке 6 ч.
Струйно-перовскитные технологии Ricoh снимут Японию с иглы зависимости от китайских солнечных панелей 6 мин.
Samsung получит шанс взять реванш над SK hynix благодаря сделке OpenAI и AMD 12 мин.
Китайские поставщики кремниевых пластин скоро начнут вытеснять мировых лидеров 2 ч.
Не Windows, а золото: из старых британских ПК, лишённых обновлений Microsoft, можно извлечь драгметаллы на £1,8 млрд 2 ч.
Selectel представила российскую серверную платформу на базе AMD EPYC 9005 Turin 3 ч.
Настольные суперкомпьютеры Nvidia DGX Spark на суперчипе GB10 снова не вышли в назначенные сроки 3 ч.
Американские претензии к ASML из-за поставок оборудования в Китай обрушили акции компании 4 ч.
Представлен смартфон Realme 15 Pro в стиле «Игры престолов» 4 ч.
Onyx представила смартфоноподобную читалку Boox P6 Pro с цветным дисплеем, стилусом и связью 5G 5 ч.
Техногиганты США приостановили развитие ЦОД в Индии, хотя ранее обещали вложить в них миллиарды долларов 5 ч.