Obično, da biste izmjerili predmet, morate na neki način stupiti u interakciju s njim: ili gurnuti, ili udariti, ili vam je potreban eho zvučnih valova ili svjetlosni tok. Ukratko, gotovo je nemoguće gledati objekt bez neke interakcije s njim. Ali postoje izuzeci od svakog pravila, i oni postoje u svijetu kvantna fizika.
Istraživači sa Univerziteta Aalto u Finskoj predlažu način da se "vidi" mikrotalasni puls bez apsorbovanja i ponovnog zračenja svetlosnih talasa. Ovo je primjer posebnog mjerenja bez interakcije, kada se objekt posmatra bez interferencije čestica medijatora.
Osnovni koncept „videti bez dodirivanja“ nije nov. Fizičari su dokazali da je moguće koristiti talasnu prirodu svjetlosti za istraživanje prostora, a ne natjerati ga da se ponaša kao čestice cijepanjem precizno usklađenih svjetlosnih valova na različite putanje i upoređujući njihove putanje.
Umjesto lasera i ogledala, tim je koristio mikrovalne i poluprovodnike, a ovo je posebno dostignuće. Instalacija je koristila tzv transmon uređaj za detekciju elektromagnetnog talasa koji stvara impulse. Iako relativno veliki prema kvantnim standardima, ovi uređaji oponašaju kvantno ponašanje pojedinačnih čestica na mnogim nivoima koristeći supravodljivo kolo.
"Mjerenje bez interakcije je fundamentalni kvantni efekat koji određuje prisustvo objekta osjetljivog na svjetlost bez ireverzibilne apsorpcije fotona", pišu istraživači u svom objavljenom radu. "Ovdje predlažemo koncept koherentne detekcije bez interakcije i demonstriramo ga eksperimentalno korištenjem troslojnog supravodljivog transmon kola."
Tim se oslanjao na kvantnu koherentnost koju je stvorio njihov poseban sistem (sposobnost objekata da zauzmu dva različita stanja u isto vrijeme, poput Schrödingerove poznate mačke) kako bi složena šema bila uspješna. "Morali smo da prilagodimo koncept različitim eksperimentalnim alatima dostupnim za supravodljive uređaje", kažu naučnici sa Univerziteta Aalto. - Zbog toga smo morali i radikalno promijeniti standardni protokol bez interakcije. Dodali smo još jedan sloj kvantnosti koristeći viši nivo energije transmon".
Eksperimenti koje je sproveo tim podržani su teorijskim modelima koji podržavaju rezultate. Ovo je primjer onoga što naučnici nazivaju kvantnom prednošću – sposobnošću kvantnih uređaja da prevaziđu ono što je moguće sa klasičnim uređajima.
U kvantnoj fizici, dodirivanje stvari ponekad može dovesti do fatalnih posljedica. Dakle, za slučajeve u kojima rad zahtijeva maksimalnu preciznost, sljedeće alternativne metode mjerenja mogu biti korisne. Oblasti u kojima se ova šema može primijeniti uključuju kvantno računarstvo, optičko snimanje, detekcija šuma i distribucija kriptografskih ključeva. U svakom slučaju, efikasnost uključenih sistema će se značajno povećati.
"U kvantnom računarstvu, naša metoda se može koristiti za dijagnosticiranje stanja mikrovalnih fotona u određenim memorijskim elementima", kažu naučnici. "Ovo se može posmatrati kao visoko efikasan način izdvajanja informacija bez ometanja funkcionisanja kvantnog procesora."
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Također zanimljivo: