Obično, da biste izmjerili neki objekt, morate na neki način komunicirati s njim: ili gurnuti, ili udariti, ili vam je potreban odjek zvučnih valova ili svjetlosni tok. Ukratko, gotovo je nemoguće gledati predmet bez neke interakcije s njim. Ali postoje iznimke od svakog pravila, i one postoje u svijetu kvantna fizika.
Istraživači sa Sveučilišta Aalto u Finskoj predlažu način da se "vidi" mikrovalni puls bez apsorbiranja i ponovnog zračenja svjetlosnih valova. Ovo je primjer posebnog mjerenja bez interakcije, kada se objekt promatra bez smetnji čestica posrednika.
Temeljni koncept "vidjeti bez dodirivanja" nije nov. Fizičari su dokazali da je moguće koristiti valnu prirodu svjetlosti za istraživanje svemira, a ne natjerati je da se ponaša kao čestice, dijeleći precizno poravnate svjetlosne valove na različite putanje i uspoređujući njihove putanje.
Umjesto lasera i zrcala tim je koristio mikrovalove i poluvodiče, a to je zasebno postignuće. U instalaciji je korišten tzv transmon uređaj za otkrivanje elektromagnetskog vala koji stvara impulse. Iako relativno veliki prema kvantnim standardima, ovi uređaji oponašaju kvantno ponašanje pojedinačnih čestica na mnogim razinama koristeći supravodljivi krug.
"Mjerenje bez interakcije temeljni je kvantni učinak koji određuje prisutnost objekta osjetljivog na svjetlost bez nepovratne apsorpcije fotona", pišu istraživači u svom objavljenom radu. "Ovdje predlažemo koncept koherentne detekcije bez interakcije i eksperimentalno ga demonstriramo korištenjem trorazinskog supravodljivog transmonskog kruga."
Tim se oslanjao na kvantnu koherenciju koju je stvorio njihov poseban sustav (sposobnost objekata da zauzimaju dva različita stanja u isto vrijeme, poput Schrödingerove slavne mačke) kako bi složena shema bila uspješna. "Morali smo prilagoditi koncept različitim eksperimentalnim alatima dostupnim za supravodljive uređaje", kažu znanstvenici sa Sveučilišta Aalto. - Zbog toga smo također morali radikalno promijeniti standardni protokol bez interakcije. Dodali smo još jedan sloj kvantnosti korištenjem više razine energije transmon".
Eksperimenti koje je proveo tim potkrijepljeni su teorijskim modelima koji podupiru rezultate. Ovo je primjer onoga što znanstvenici nazivaju kvantnom prednošću – sposobnost kvantnih uređaja da nadmaše ono što je moguće s klasičnim uređajima.
U kvantnoj fizici, dodirivanje stvari ponekad može dovesti do kobnih posljedica. Dakle, u slučajevima kada rad zahtijeva maksimalnu točnost, sljedeće alternativne metode mjerenja mogu biti korisne. Područja u kojima se ova shema može primijeniti uključuju kvantno računanje, optičko snimanje, detekcija šuma i distribucija kriptografskih ključeva. U svakom slučaju, učinkovitost uključenih sustava značajno će se povećati.
"U kvantnom računalstvu, naša se metoda može koristiti za dijagnosticiranje stanja mikrovalnih fotona u određenim memorijskim elementima", kažu znanstvenici. "Ovo se može smatrati vrlo učinkovitim načinom izvlačenja informacija bez ometanja funkcioniranja kvantnog procesora."
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je donirati sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili putem službene stranice NBU.
Također zanimljivo: