Általában egy tárgy méréséhez valamilyen módon interakcióba kell lépnie vele: vagy lökni, vagy ütni, vagy hanghullámok visszhangjára vagy fényáramra van szüksége. Röviden: szinte lehetetlen egy tárgyra nézni anélkül, hogy ne kölcsönhatásba lépne vele. De minden szabály alól vannak kivételek, és vannak a világon kvantumfizika.
A finn Aalto Egyetem kutatói egy módot javasolnak a mikrohullámú impulzus "látására" anélkül, hogy a fényhullámokat elnyelnék és újra kisugároznák. Ez egy példa egy speciális kölcsönhatás nélküli mérésre, amikor egy tárgyat a közvetítő részecskék által okozott interferencia nélkül figyelnek meg.
Az „érintés nélküli látás” alapvető fogalma nem új. Fizikusok bebizonyították, hogy lehetséges a fény hullámszerű természetét felhasználni a tér felfedezésére, és nem lehet részecskékként viselkedni úgy, hogy a pontosan összehangolt fényhullámokat különböző utakra osztják fel, és összehasonlítják útjaikat.
Lézerek és tükrök helyett mikrohullámú sütőt és félvezetőket használt a csapat, és ez külön teljesítmény. A telepítés során az ún transzmon impulzusokat generáló elektromágneses hullám észlelésére szolgáló eszköz. Bár kvantumszabványok szerint viszonylag nagyok, ezek az eszközök szupravezető áramkör segítségével sok szinten utánozzák az egyes részecskék kvantum viselkedését.
"A kölcsönhatás nélküli mérés alapvető kvantumhatás, amely meghatározza egy fényérzékeny objektum jelenlétét a fotonok visszafordíthatatlan abszorpciója nélkül" - írják publikált tanulmányukban a kutatók. "Itt a kölcsönhatás nélküli koherens detektálás koncepcióját javasoljuk, és kísérletileg demonstráljuk egy háromszintű szupravezető transzmon áramkör segítségével."
A csapat a speciális rendszerük által létrehozott kvantumkoherenciára támaszkodott (az objektumok azon képessége, hogy egyszerre két különböző állapotot foglalhassanak el, mint Schrödinger híres macskája), hogy sikeressé tegyék a komplex sémát. "A koncepciót hozzá kellett igazítanunk a szupravezető eszközökhöz rendelkezésre álló különféle kísérleti eszközökhöz" - mondják az Aalto Egyetem tudósai. - Emiatt a szabványos protokollt is radikálisan interakció nélkül kellett megváltoztatnunk. Egy újabb kvantumréteget adtunk hozzá egy magasabb energiaszint használatával transzmon".
A csapat által végzett kísérleteket az eredményeket alátámasztó elméleti modellek támasztották alá. Ez egy példa arra, amit a tudósok kvantumelőnynek neveznek – a kvantumeszközök azon képessége, hogy túlmutassák a klasszikus eszközökkel lehetséges mértéket.
A kvantumfizikában a dolgok érintése néha végzetes következményekhez vezethet. Tehát olyan esetekben, amikor a munka maximális pontosságot igényel, a következő alternatív mérési módszerek jól jöhetnek. Azok a területek, ahol ez a rendszer alkalmazható: kvantumszámítás, optikai képalkotás, zajészlelés és kriptográfiai kulcselosztás. Az érintett rendszerek hatékonysága minden esetben jelentősen megnő.
"A kvantumszámítástechnikában módszerünk felhasználható bizonyos memóriaelemek mikrohullámú fotonállapotainak diagnosztizálására" - mondják a tudósok. "Ez az információ kinyerésének rendkívül hatékony módja a kvantumprocesszor működésének megzavarása nélkül."
Segíthet Ukrajnának az orosz megszállók elleni küzdelemben. Ennek legjobb módja, ha adományokat adományoz az ukrán fegyveres erőknek ezen keresztül Savelife vagy a hivatalos oldalon keresztül NBU.
Szintén érdekes: