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物理学家发现了一种不用看物体就能“看到”物体的新方法

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通常,为了测量一个物体,您需要以某种方式与其进行交互:推动或撞击,或者您需要声波或光流的回声。 简而言之,几乎不可能在不与某个对象进行交互的情况下查看该对象。 但任何规则都有例外,它们存在于世界上 量子物理学.

芬兰阿尔托大学的研究人员提出了一种无需吸收和重新辐射任何光波即可“看到”微波脉冲的方法。 这是一个没有相互作用的特殊测量的例子,当观察到一些物体时没有受到介体粒子的干扰。

传输装置的一部分

“看而不触”的基本概念并不新鲜。 物理学家已经证明,通过将精确对齐的光波分成不同的路径并比较它们的路径,可以利用光的波状性质来探索空间,而不是使其表现得像粒子。

该团队没有使用激光和镜子,而是使用了微波和半导体,这是一项独立的成就。 安装使用了所谓的 转运 一种检测产生脉冲的电磁波的装置。 尽管以量子标准衡量相对较大,但这些设备使用超导电路在许多层面上模拟了单个粒子的量子行为。

实验

研究人员在他们发表的论文中写道:“没有相互作用的测量是一种基本的量子效应,它可以确定光敏物体的存在,而不需要不可逆地吸收光子。” “在这里,我们提出了无相互作用的相干检测概念,并使用三级超导 transmon 电路通过实验证明了这一点。”

该团队依靠其特殊系统产生的量子相干性(物体同时占据两种不同状态的能力,如薛定谔的著名猫)使复杂方案成功。 阿尔托大学的科学家说:“我们必须使这个概念适应可用于超导设备的各种实验工具。” - 因此,我们还必须在没有交互的情况下从根本上改变标准协议。 我们通过使用更高的能级添加了另一层量子性 转运“。

物理学家发现了一种不用看物体就能“看到”物体的新方法

该团队进行的实验得到了支持结果的理论模型的支持。 这是科学家所说的量子优势的一个例子——量子设备超越经典设备的能力。

在量子物理学中,触摸物体有时会导致致命的后果。 因此,对于工作需要最大精度的情况,以下替代测量方法可能会派上用场。 该方案可应用的领域包括 量子计算、光学成像、噪声检测和加密密钥分发。 在每种情况下,相关系统的效率都会显着提高。

“在量子计算中,我们的方法可用于诊断某些存储元件中的微波光子状态,”科学家们说。 “这可以被视为一种在不中断量子处理器功能的情况下提取信息的高效方式。”

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