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物理學家發現了一種不用看物體就能“看到”物體的新方法

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通常,為了測量一個物體,您需要以某種方式與其進行交互:推動或撞擊,或者您需要聲波或光流的迴聲。 簡而言之,幾乎不可能在不與某個對象進行交互的情況下查看該對象。 但任何規則都有例外,它們存在於世界上 量子物理學.

芬蘭阿爾託大學的研究人員提出了一種無需吸收和重新輻射任何光波即可“看到”微波脈衝的方法。 這是一個沒有相互作用的特殊測量的例子,當一個物體被觀察而不受介體粒子的干擾時。

傳輸裝置的一部分

“看而不觸”的基本概念並不新鮮。 物理學家已經證明,通過將精確對齊的光波分成不同的路徑並比較它們的路徑,可以利用光的波狀性質來探索空間,而不是使其表現得像粒子。

該團隊沒有使用激光和鏡子,而是使用了微波和半導體,這是一項獨立的成就。 安裝使用了所謂的 轉運 一種檢測產生脈衝的電磁波的裝置。 儘管以量子標準衡量相對較大,但這些設備使用超導電路在許多層面上模擬了單個粒子的量子行為。

實驗

研究人員在他們發表的著作中寫道:“沒有相互作用的測量是一種基本的量子效應,它可以確定光敏物體的存在,而不需要不可逆地吸收光子。” “在這裡,我們提出了無相互作用的相干檢測概念,並使用三級超導 transmon 電路通過實驗證明了這一點。”

該團隊依靠其特殊系統產生的量子相干性(物體同時佔據兩種不同狀態的能力,如薛定諤的著名貓)使復雜方案成功。 阿爾託大學的科學家說:“我們必須使這個概念適應可用於超導設備的各種實驗工具。” - 因此,我們還必須在沒有交互的情況下從根本上改變標準協議。 我們通過使用更高的能級添加了另一層量子性 轉運“。

物理學家發現了一種不用看物體就能“看到”物體的新方法

該團隊進行的實驗得到了支持結果的理論模型的支持。 這是科學家所說的量子優勢的一個例子——量子設備超越經典設備的能力。

在量子物理學中,觸摸物體有時會導致致命的後果。 因此,對於工作需要最大精度的情況,以下替代測量方法可能會派上用場。 該方案可應用的領域包括 量子計算、光學成像、噪聲檢測和加密密鑰分發。 在每種情況下,相關係統的效率都會顯著提高。

“在量子計算中,我們的方法可用於診斷某些存儲元件中的微波光子狀態,”科學家們說。 “這可以被視為一種在不中斷量子處理器功能的情況下提取信息的高效方法。”

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