Фізікам упершыню ўдалося пераадолець квантавую мяжу святла і матэрыі
- 27.10.2025, 22:22
Навукоўцы стварылі першую ў свеце квантавую сенсарную сетку звышвысокага разрознення.
Даследчыкі з Цэнтра квантавых тэхналогій Карэйскага інстытута навукі і тэхналогій (KIST) прадставілі першую ў свеце размеркаваную квантавую сенсарную сістэму, здольную адначасова павышаць дакладнасць і разрозненне вымярэнняў. Даследаванне пад кіраўніцтвам доктара Хян-Таг Ліма адчыніла шлях да звышдакладнай метралогіі, квантавай мікраскапіі і назіранняў у космасе з беспрэцэдэнтнай выразнасцю. Праца апублікаваная ў часопісе Physical Review Letters (PRL).
Традыцыйныя вымяральныя тэхналогіі абмежаваныя так званай «стандартнай квантавай мяжой» — фундаментальнай мяжой адчувальнасці, абумоўленай прыродай святла і матэрыі. Пераадолець гэты бар'ер вучоныя спрабуюць з дапамогай размеркаваных квантавых сенсараў, якія аб'ядноўваюць некалькі аддаленых сенсараў у адзіную квантава-звязаную сістэму.
Раней такія сенсары дазвалялі павялічыць дакладнасць вымярэнняў, але не забяспечвалі дастатковага разрознення для дэталёвага выяўлення дробных структур. Каманда KIST упершыню прымяніла асаблівы квантавы стан — шматрэжымны стан N00N, пры якім некалькі фатонаў (часціц святла) заблытаныя адначасова па некалькіх шляхах. Гэта стварае больш шчыльныя інтэрферэнцыйныя палосы, што дазваляе фіксаваць нават мінімальныя фізічныя змены з найвышэйшай адчувальнасцю.
У эксперыментах вучоныя выкарысталі двухфатонны шматрэжымны стан N00N, размеркаваны па чатырох аптычных каналах. Такая канфігурацыя дазволіла адначасова вымяраць дзве незалежныя фазы і павысіць дакладнасць прыкладна на 88% у параўнанні з класічнымі метадамі. Такім чынам даследчыкі практычна дасягнулі мяжы Гейзенберга — тэарэтычна максімальнай дакладнасці, магчымай у квантавых вымярэннях.
Паводле слоў доктара Ліма, гэта дасягненне даказвае, што тэхналогіі квантавай заблытанасці могуць быць не толькі тэарэтычным інструментам, але і практычнай асновай для стварэння рэальных сенсарных сетак новага пакалення.
«Нашы вынікі дэманструюць велізарны патэнцыял практычнага прымянення квантавых сенсарных сетак, заснаваных на заблытанасці, — адзначыў доктар Хян-Таг Лім. — У будучыні, у спалучэнні з крэмніевымі квантавымі чыпамі, гэтыя тэхналогіі змогуць выкарыстоўвацца нават у паўсядзённых прыладах».