Ученые научились управлять квантовой неопределенностью

Исследователи из Университета Аризоны разработали метод управления фундаментальным свойством квантового мира — принципом неопределенности Гейзенберга. Открытие открывает новые возможности для квантовой криптографии и прецизионных измерений.

Ученые научились управлять квантовой неопределенностью

Принцип неопределенности, который можно сравнить с надутым воздушным шаром — при сжатии в одном месте он расширяется в другом — долгое время считался фундаментальным ограничением квантовой физики. Ученые не могли одновременно точно измерить две связанные характеристики частицы, например, фазу и амплитуду фотона.

Прорыв стал возможен благодаря технологии четырехволнового смешения с использованием фемтосекундного лазера. Импульсы лазера разделялись на три луча с разной длиной волны и фокусировались в кварцевом стекле. Изменяя ориентацию кварца, исследователи могли динамически управлять «формой» неопределенности — подобно тому, как сжатие воздушного шара превращает его из круглого в вытянутый.

Практическое применение технологии особенно перспективно в квантовой криптографии. Теперь при передаче квантового ключа уровень неопределенности может динамически меняться, что делает перехват информации крайне сложной задачей. Злоумышленнику недостаточно просто обнаружить фотон — необходимо точно знать, какая характеристика частицы в данный момент измеряется с большей точностью.

Потенциал технологии выходит за рамки защищенной связи. Метод может быть использован при создании высокочувствительных датчиков для биомедицинских исследований, мониторинга окружающей среды и квантовой химии. По словам авторов разработки, это открывает путь к созданию принципиально новых диагностических инструментов и методов поиска лекарственных препаратов.

Читайте также

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Китайский исследователь с помощью ChatGPT решил математическую задачу, над которой бились более 20 лет

Китайский исследователь с помощью ChatGPT решил математическую задачу, над которой бились более 20 лет

Падение ступени Falcon 9 на Луну подняло вопрос о космическом мусоре

Падение ступени Falcon 9 на Луну подняло вопрос о космическом мусоре

Спутник CosmoCube размером с чемодан заглянет в «темные века» Вселенной

Спутник CosmoCube размером с чемодан заглянет в «темные века» Вселенной

Мужчина спрятал инструкции для ИИ в судебных документах и получил запрет на электронную подачу

Мужчина спрятал инструкции для ИИ в судебных документах и получил запрет на электронную подачу