Thông thường, để đo một vật thể, bạn cần tương tác với nó theo một cách nào đó: đẩy hoặc va chạm hoặc bạn cần tiếng vang của sóng âm thanh hoặc luồng ánh sáng. Nói tóm lại, hầu như không thể nhìn vào một đối tượng mà không có một số tương tác với nó. Nhưng có những ngoại lệ đối với bất kỳ quy tắc nào, và chúng tồn tại trên thế giới vật lý lượng tử.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Aalto ở Phần Lan đề xuất một cách để "nhìn thấy" một xung vi sóng mà không hấp thụ và bức xạ lại bất kỳ sóng ánh sáng nào. Đây là một ví dụ về phép đo đặc biệt không có tương tác, khi một đối tượng được quan sát mà không có sự can thiệp từ các hạt trung gian.
Khái niệm cơ bản về "nhìn mà không chạm" không phải là mới. Các nhà vật lý đã chứng minh rằng có thể sử dụng bản chất sóng của ánh sáng để khám phá không gian và không làm cho nó hành xử giống như các hạt bằng cách tách các sóng ánh sáng được căn chỉnh chính xác thành các đường đi khác nhau và so sánh các đường đi của chúng.
Thay vì laze và gương, nhóm đã sử dụng vi sóng và chất bán dẫn, và đây là một thành tựu riêng biệt. Việc cài đặt sử dụng cái gọi là chuyển đổi một thiết bị để phát hiện sóng điện từ tạo ra xung Mặc dù tương đối lớn theo tiêu chuẩn lượng tử, nhưng các thiết bị này bắt chước hành vi lượng tử của các hạt riêng lẻ ở nhiều cấp độ bằng cách sử dụng mạch siêu dẫn.
"Đo lường mà không có tương tác là một hiệu ứng lượng tử cơ bản xác định sự hiện diện của một vật thể nhạy cảm với ánh sáng mà không có sự hấp thụ không thể đảo ngược của các photon", các nhà nghiên cứu viết trong bài báo đã xuất bản của họ. "Ở đây chúng tôi đề xuất khái niệm phát hiện mạch lạc mà không có tương tác và chứng minh nó bằng thực nghiệm bằng cách sử dụng mạch transmon siêu dẫn ba cấp."
Nhóm đã dựa vào sự kết hợp lượng tử được tạo ra bởi hệ thống đặc biệt của họ (khả năng các vật thể chiếm hai trạng thái khác nhau cùng một lúc, giống như con mèo nổi tiếng của Schrödinger) để thực hiện thành công kế hoạch phức tạp. Các nhà khoa học từ Đại học Aalto cho biết: “Chúng tôi phải điều chỉnh khái niệm này với các công cụ thí nghiệm khác nhau có sẵn cho các thiết bị siêu dẫn. - Vì điều này, chúng tôi cũng đã phải thay đổi hoàn toàn giao thức chuẩn mà không cần tương tác. Chúng tôi đã thêm một lớp lượng tử khác bằng cách sử dụng mức năng lượng cao hơn chuyển đổi'.
Các thí nghiệm do nhóm thực hiện được hỗ trợ bởi các mô hình lý thuyết hỗ trợ kết quả. Đây là một ví dụ về cái mà các nhà khoa học gọi là lợi thế lượng tử – khả năng của các thiết bị lượng tử vượt xa khả năng của các thiết bị cổ điển.
Trong vật lý lượng tử, việc chạm vào mọi thứ đôi khi có thể dẫn đến hậu quả chết người. Vì vậy, đối với những trường hợp công việc đòi hỏi độ chính xác tối đa, các phương pháp đo lường thay thế sau đây có thể hữu ích. Các lĩnh vực mà chương trình này có thể được áp dụng bao gồm Tính toán lượng tử, hình ảnh quang học, phát hiện tiếng ồn và phân phối khóa mật mã. Trong mỗi trường hợp, hiệu quả của các hệ thống liên quan sẽ tăng lên đáng kể.
Các nhà khoa học cho biết: “Trong điện toán lượng tử, phương pháp của chúng tôi có thể được sử dụng để chẩn đoán trạng thái photon vi sóng trong các thành phần bộ nhớ nhất định. "Đây có thể được coi là một cách trích xuất thông tin hiệu quả cao mà không làm gián đoạn hoạt động của bộ xử lý lượng tử."
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Cũng thú vị: