Finski znanstvenici predlažu novi, poseban način mjerenja bez interakcije putem posrednih čestica. Istraživači sa Sveučilišta Aalto u Finskoj predlažu način da se 'vidi' mikrovalni puls bez apsorpcije i ponovne emisije bilo kakvih svjetlosnih valova.
Detekcija bez interakcije
Temeljni koncept gledanja bez dodirivanja' zapravo nije nov. Fizičari su pokazali da je moguće koristiti valnu prirodu svjetlosti za istraživanje prostora razdvajanjem uredno poredanih valova svjetlosti kroz različite staze i zatim uspoređujući njihov put.
Umjesto lasera i zrcala, finski znanstvenici su koristili mikrovalove i poluvodiče, što njihovo istraživanje čini posebnim postignućem. Njihov sustav je koristio transmon uređaj za otkrivanje elektromagnetskog vala koji pulsira u komoru. Iako relativno veliki prema kvantnim standardima, ti uređaji oponašaju kvantno ponašanje pojedinačnih čestica na više razina pomoću supravodljivog kruga.
Mjerenje bez interakcije temeljni je kvantni učinak pri čemu se prisutnost fotoosjetljivog objekta utvrđuje bez ireverzibilne apsorpcije fotona. Predlažemo koncept koherentne detekcije bez interakcije i eksperimentalno ga demonstriramo korištenjem supravodljivog transmonskog kruga s tri razine, pišuautori studije koja je objavljena u znanstvenom časopisu Nature Communications.
Kvantna koherencija
FInski znanstvenici su se oslonili na kvantnu koherenciju koju je proizveo njihov prilagođeni sustav, odnosno sposobnost objekata da zauzimaju dva različita stanja u isto vrijeme, poput Schrödingerove mačke, kako bi taj kompleksni sustav učinili uspješnim u mjerenju.
Morali smo prilagoditi koncept različitim eksperimentalnim alatima dostupnim za supravodljive uređaje. Zbog toga smo također morali promijeniti standardni protokol bez interakcija na ključan način: dodali smo još jedan sloj kvantnosti koristeći višu energetsku razinu transmona. Zatim smo upotrijebili kvantnu koherenciju rezultirajuće tri razine sustav kao resurs, pojašnjava Gheorghe Sorin Paraoanu, kvantni fizičar sa spomenutog finskog sveučilišta.
Kvantni uređaji nadmašuju klasične
Eksperimenti koje su finski znanstvenici provodili, potkrijepljeni su teorijskim modelima koji potvrđuju rezultate. To je primjer onoga što znanstvenici nazivaju kvantnom prednošću, odnosno riječ je o sposobnosti kvantnih uređaja da nadmaše mogućnosti klasičnih uređaja.
Na kraju, bitno je razumjeti gdje bi se navedeni sustav mjerenja mogao i koristiti, odnosno primjeniti, a to uključuje kvantno računalstvo, optičko oslikavanje, detekciju šuma i distribuciju kriptografskih ključeva. U svakom slučaju, učinkovitost uključenih sustava bila bi značajno poboljšana.
U kvantnom računalstvu, naša bi se metoda mogla primijeniti za dijagnosticiranje stanja mikrovalnih fotona u određenim memorijskim elementima. Ovo se može smatrati vrlo učinkovitim načinom izvlačenja informacija bez ometanja funkcioniranja kvantnog procesora, poručuje na kraju Paraoanu.
Izvor: Science Alert
