Физики создали оптический аналог «квантовой линейки»

Лазеры в науке Комментарии к записи Физики создали оптический аналог «квантовой линейки» отключены

Они смогли воспроизвести некоторые принципы квантовой механики с помощью простых оптических приборов

ТАСС, 29 мая. Физики создали квантовый алгоритм, который позволяет измерять физические величины с помощью простейших оптических приборов. Ученые использовали его для того, чтобы создать сверхточный измерительный прибор, своеобразную световую «линейку». Об этом пишет пресс-служба Московского физико-технического института (МФТИ) со ссылкой на статью в научном журнале Scientific Reports.

За последние годы ученые создали несколько методик, которые используют законы квантовой физики для сверхточных измерений расстояния, скоростей и множества других физических параметров самых разных объектов. К примеру, четыре года назад исследователи из России и Канады создали своеобразную «квантовую линейку», с помощью которой можно измерять расстояния в сотни километров с точностью до миллиардных долей метра.

Подобные приборы очень точны, однако для их работы нужно или дорогостоящее оборудование, или же особые условия для квантовых взаимодействий, которые позволяют достичь максимальной точности измерений, допускаемой принципом неопределенности Гейзенберга, или даже обходить его.

Квантовая точность замеров

Ученые под руководством заведующего лабораторией в МФТИ Гордеем Лесовиком выяснили, как можно проводить аналогичные измерения с помощью самых обычных лазеров, зеркал и других оптических инструментов. По их словам, для того, чтобы воспроизвести некоторые принципы квантовой механики, которые позволяют использовать

кубиты (квантовый аналог битов), и другие объекты квантового мира для сверхточных измерений расстояний и прочих физических величин, можно применять простые оптические приборы.

В частности, ученые обнаружили, что фазу и другие свойства подобных частиц можно закодировать с помощью набора из светоделителей, зеркал и лазерных лучей, которые взаимодействуют между собой. Этот подход позволил ученым воплотить на практике один из ранее созданных ими квантовых алгоритмов, с помощью которых можно проводить сверхточные измерения.

«Мы придумали и построили оптическую схему, выполняющую процедуру оценки фазы на основе преобразования Фурье. Эта процедура является главным компонентом многих известных квантовых алгоритмов, в том числе она используется в высокоточных измерительных протоколах», – пояснил один из авторов исследования, физик из МФТИ Никита Кирсанов.

Как показали эксперименты, подобный подход, несмотря на большое число задействованных оптических компонентов, позволяет проводить самые разные замеры свойств физических объектов с квантовой точностью, в том числе геометрических углов, расстояний, скоростей движения и других величин.

В ближайшее время Лесовик и его коллеги планируют подготовить и проверить в деле еще более сложную систему, имитирующую работу четырехуровневой квантовой системы. Подобные световые «линейки», как надеются исследователи, сделают системы квантовых замеров более доступными для всех желающих и значительно расширят их применение на практике.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/8598825

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top