Paprastai, norint išmatuoti objektą, reikia kaip nors su juo sąveikauti: arba stumti, arba pataikyti, arba reikia garso bangų aido ar šviesos srauto. Trumpai tariant, beveik neįmanoma žiūrėti į objektą be jokios sąveikos su juo. Tačiau bet kuriai taisyklei yra išimčių, ir jos egzistuoja pasaulyje Kvantinė fizika.
Suomijos Aalto universiteto mokslininkai siūlo būdą, kaip „pamatyti“ mikrobangų impulsą nesugeriant ir neišspinduliuojant jokių šviesos bangų. Tai specialaus matavimo be sąveikos pavyzdys, kai objektas stebimas be tarpininkų dalelių trukdžių.
Pagrindinė sąvoka „matyti neliečiant“ nėra nauja. Fizikai įrodė, kad į bangas panašią šviesos prigimtį įmanoma panaudoti erdvės tyrinėjimui, o ne priversti ją elgtis kaip dalelės, tiksliai sulygiuotas šviesos bangas padalijant į skirtingus kelius ir lyginant jų kelius.
Vietoj lazerių ir veidrodžių komanda naudojo mikrobangų krosneles ir puslaidininkius, ir tai yra atskiras pasiekimas. Diegiant buvo naudojamas vadinamasis transmonas prietaisas, skirtas aptikti elektromagnetinę bangą, kuri sukuria impulsus. Nors pagal kvantinius standartus jie yra gana dideli, jie imituoja atskirų dalelių kvantinį elgesį daugeliu lygių, naudodami superlaidžią grandinę.
„Matavimas be sąveikos yra esminis kvantinis efektas, lemiantis šviesai jautraus objekto buvimą be negrįžtamos fotonų sugerties“, – rašo mokslininkai savo paskelbtame darbe. "Čia mes siūlome nuoseklaus aptikimo be sąveikos koncepciją ir eksperimentiškai demonstruojame, naudodami trijų lygių superlaidžią transmono grandinę."
Kad sudėtinga schema būtų sėkminga, komanda rėmėsi kvantine darna, sukurta jų specialios sistemos (objektų gebėjimu vienu metu užimti dvi skirtingas būsenas, kaip garsioji Schrödingerio katė). „Turėjome pritaikyti koncepciją prie įvairių eksperimentinių įrankių, skirtų superlaidiesiems įrenginiams“, – sako Aalto universiteto mokslininkai. – Dėl to taip pat teko kardinaliai keisti standartinį protokolą be sąveikos. Naudodami aukštesnį energijos lygį pridėjome dar vieną kvantiškumo sluoksnį transmonas".
Grupės atlikti eksperimentai buvo paremti teoriniais modeliais, patvirtinančiais rezultatus. Tai pavyzdys to, ką mokslininkai vadina kvantiniu pranašumu – kvantinių prietaisų gebėjimu viršyti tai, kas įmanoma naudojant klasikinius įrenginius.
Kvantinėje fizikoje dalykų prisilietimas kartais gali sukelti mirtinų pasekmių. Taigi tais atvejais, kai darbas reikalauja maksimalaus tikslumo, gali praversti šie alternatyvūs matavimo metodai. Sritys, kuriose ši schema gali būti taikoma, apima kvantinis skaičiavimas, optinis vaizdas, triukšmo aptikimas ir kriptografinio rakto paskirstymas. Kiekvienu atveju susijusių sistemų efektyvumas žymiai padidės.
„Kvantiniame skaičiavime mūsų metodas gali būti naudojamas diagnozuoti mikrobangų fotonų būsenas tam tikruose atminties elementuose“, – teigia mokslininkai. „Tai gali būti vertinama kaip labai efektyvus būdas išgauti informaciją, netrikdant kvantinio procesoriaus veikimo.
Jūs galite padėti Ukrainai kovoti su Rusijos įsibrovėliais. Geriausias būdas tai padaryti – aukoti lėšas Ukrainos ginkluotosioms pajėgoms per Išgelbėk gyvybę arba per oficialų puslapį NBU.
Taip pat įdomu: