Zvyčajne, aby ste zmerali objekt, musíte s ním nejakým spôsobom interagovať: buď stlačiť, alebo udrieť, alebo potrebujete ozvenu zvukových vĺn alebo svetelný prúd. Skrátka je takmer nemožné pozerať sa na predmet bez nejakej interakcie s ním. Existujú však výnimky z akéhokoľvek pravidla a existujú na svete kvantová fyzika.
Vedci z Aalto University vo Fínsku navrhujú spôsob, ako „vidieť“ mikrovlnný impulz bez absorbovania a opätovného vyžarovania akýchkoľvek svetelných vĺn. Toto je príklad špeciálneho merania bez interakcie, keď je objekt pozorovaný bez rušenia časticami mediátora.
Základný koncept „vidieť bez dotyku“ nie je nový. Fyzici dokázali, že je možné využiť vlnovú povahu svetla na skúmanie priestoru a nedonútiť ho správať sa ako častice rozdelením presne zoradených svetelných vĺn do rôznych dráh a porovnaním ich dráh.
Namiesto laserov a zrkadiel tím použil mikrovlny a polovodiče, a to je samostatný úspech. Inštalácia využívala tzv transmon zariadenie na detekciu elektromagnetickej vlny, ktorá vytvárala impulzy. Hoci sú tieto zariadenia podľa kvantových štandardov relatívne veľké, napodobňujú kvantové správanie jednotlivých častíc na mnohých úrovniach pomocou supravodivého obvodu.
"Meranie bez interakcie je základným kvantovým efektom, ktorý určuje prítomnosť objektu citlivého na svetlo bez ireverzibilnej absorpcie fotónov," píšu vedci vo svojom publikovanom článku. "Tu navrhujeme koncepciu koherentnej detekcie bez interakcie a demonštrujeme ju experimentálne pomocou trojúrovňového supravodivého transmónového obvodu."
Tím sa spoliehal na kvantovú koherenciu vytvorenú ich špeciálnym systémom (schopnosť objektov zaberať dva rôzne stavy súčasne, ako napríklad Schrödingerova slávna mačka), aby bola komplexná schéma úspešná. „Koncept sme museli prispôsobiť rôznym experimentálnym nástrojom dostupným pre supravodivé zariadenia,“ tvrdia vedci z Aalto University. - Z tohto dôvodu sme tiež museli radikálne zmeniť štandardný protokol bez interakcie. Pridali sme ďalšiu vrstvu kvantity použitím vyššej úrovne energie transmon".
Experimenty uskutočnené tímom boli podporené teoretickými modelmi podporujúcimi výsledky. Toto je príklad toho, čo vedci nazývajú kvantová výhoda – schopnosť kvantových zariadení ísť nad rámec toho, čo je možné s klasickými zariadeniami.
V kvantovej fyzike môže mať dotyk vecí niekedy fatálne následky. Takže v prípadoch, keď práca vyžaduje maximálnu presnosť, môžu sa hodiť nasledujúce alternatívne metódy merania. Medzi oblasti, v ktorých možno túto schému uplatniť, patria kvantové výpočty, optické zobrazovanie, detekcia šumu a distribúcia kryptografických kľúčov. V každom prípade sa účinnosť príslušných systémov výrazne zvýši.
"V kvantových výpočtoch možno našu metódu použiť na diagnostiku mikrovlnných fotónových stavov v určitých pamäťových prvkoch," tvrdia vedci. "Toto možno považovať za vysoko efektívny spôsob získavania informácií bez narušenia fungovania kvantového procesora."
Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky Ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.
Tiež zaujímavé: