Naukowcy z Austrii zaprezentowali swój prototyp radaru kwantowego

Taka skuteczna integracja mechaniki kwantowej i urządzeń może mieć naprawdę duży wpływ na przemysł biomedyczny i bezpieczeństwa, dlatego odkrycie jest szeroko komentowane na całym świecie. Przypominamy, że kwantowy stan splątany to fenomen, który ma niemożliwą w fizyce klasycznej cechę polegającą na tym, że stan całego układu jest lepiej określony niż stan jego części, które pozostają połączone, niezależnie od dzielącej ich odległości. Co więcej, możliwe jest również splątanie kwantowe pomiędzy układami, które nie istnieją... w tym samym czasie.

To właśnie na tym oparła swój projekt grupa naukowców profesora Johannesa Finka z Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), Stefano Pirandola z Massachusetts Institute of Technology (MIT) i oraz David Vitali z włoskiego University of Camerino, dzięki czemu poznaliśmy nową technologię wykrywania nazywaną mikrofalową iluminacją kwantową. Prototyp, zwany także radarem kwantowym, jest w stanie wykrywać obiekty w warunkach szumu termicznego, gdzie klasyczne systemy radarowe zawodzą. Technologia ma więc potencjalne zastosowanie w biomedycznym obrazowaniu czy skanerach bezpieczeństwa, które na dodatek potrzebują minimalnej ilości mocy.

Zasady stojące za tym urządzeniem są proste, zamiast korzystać z konwencjonalnych mikrofal, naukowcy splątali dwie grupy fotonów, nazwane odpowiednio sygnałowymi oraz bezczynnymi. Sygnałowe są wysyłane w stronę obiektu zainteresowania, podczas gdy bezczynne są mierzone podczas relatywnej izolacji, wolne od przeszkód i szumów. Kiedy nadejdzie sygnał zwrotny od sygnałowych, połączenie między nimi i bezczynnymi zostaje zerwane, ale pozostaje niewielka ilość korelacji, tworząc wzór opisujący obecność lub brak poszukiwanego obiektu.

- Zademonstrowaliśmy dowód działania naszego radaru kwantowego. Wykorzystując splątanie kwantowe wygenerowane w temperaturze kilku tysięcy stopni powyżej zera absolutnego, byliśmy w stanie wykryć obiekty o temperaturze pokojowej - twierdzi Shabir Barzanjeh, którego wcześniejsze badania pozwoliły naukowcom na teoretyczną podbudowę projektu. I choć takie splątanie kwantowe jest kruche z natury, to urządzenie radarowe o nie oparte może w kilku aspektach pokonać klasyczne radary.

Wystarczy tu wspomnieć, że przy niskim poziomie energii tradycyjne radary cierpią z powodu kiepskiej czułości, co dla radaru kwantowego nie jest żadnym problemem: - Główną wiadomością płynącą z naszych badań jest fakt, że radar kwantowy jest możliwy nie tylko w teorii, ale i praktyce. Kiedy zestawimy go z klasycznymi rozwiązaniami w takich samych warunkach, możemy zaobserwować, że przy bardzo niskiej liczbie niskosygnałowych fotonów, wspierana kwantowo detekcja może być wspaniała - dodają naukowcy. Wiele podobnych dowodów, jak ten zademonstrowany przez nas, było ważnymi krokami milowymi w stronę technologicznych ulepszeń. To będzie bardzo interesujące, obserwować przyszłe implikacje tego badania - dodają autorzy.

Źródło: GeekWeek.pl/phys.org