راهی جدید برای دیدن اجسام بدون نگاه کردن به آنها کشف شد

محققان دانشگاه آلتو در فنلاند روشی را برای دیدن با استفاده از پالس مایکروویو بدون جذب و انتشار مجدد امواج نوری پیشنهاد کردند.

به گزارش تکناک، این نمونه‌ای از یک اندازه‌گیری ویژه بدون تعامل است،که در آن چیزی بدون تکان خوردن توسط ذره‌ای میانجی مشاهده می‌شود.

مفهوم اساسی «نگاه کردن بدون لمس کردن» جدید نیست. فیزیکدانان نشان داده‌اند که می‌توان از ماهیت موج مانند نور برای کاوش فضاها بدون برانگیختن رفتار ذره‌مانند آن استفاده کرد. این روش با تقسیم امواج نور به‌طور منظم در مسیرهای مختلف و سپس مقایسه سفرهای آنها امکان پذیر است.

این تیم برای دیدن به جای لیزر و آینه، از پالس مایکروویو و نیمه رساناها استفاده کردند که این یک دستاورد به حساب می آید. این وسیله از چیزی که به عنوان دستگاه ترانسمون شناخته می‌شود برای تشخیص موج الکترومغناطیسی که به داخل یک محفظه پالس می‌شود، استفاده کرد.

این دستگاه ها در حالی که از نظر استانداردهای کوانتومی نسبتا بزرگ هستند، رفتار کوانتومی ذرات منفرد را در سطوح چندگانه با استفاده از یک مدار ابررسانا تقلید می کنند.

محققان در مقاله منتشر شده خود می نویسند: اندازه گیری بدون تعامل یک اثر کوانتومی بنیادی است که به موجب آن وجود یک جسم حساس به نور بدون جذب فوتون شناسایی می شود.

ما در اینجا مفهوم تشخیص بدون تعامل منسجم را پیشنهاد می کنیم و آن را به صورت تجربی با استفاده از یک مدار ترانسمون ابررسانا سه سطحی نشان می دهیم.

این تیم به انسجام کوانتومی تولید شده توسط سیستم سفارشی خود تکیه کردند تا توانایی اجسام برای قرار گرفتن در دو حالت مختلف به طور همزمان، مانند گربه شرودینگر را برای موفقیت آمیز بودن وسیله پیچیده خود آزمایش کند.

جرج سورین پورانو، فیزیکدان کوانتومی، از دانشگاه آلتو فنلاند، می‌گوید: ما باید این مفهوم را با ابزارهای آزمایشی مختلف موجود برای دستگاه‌های ابررسانا تطبیق دهیم. ما با استفاده از سطح انرژی بالاتر ترانسمون، لایه دیگری از کوانتوم را اضافه کردیم. سپس، از انسجام کوانتومی سیستم سه سطحی به‌عنوان منبع استفاده کردیم.

آزمایش‌های انجام‌شده توسط این تیم با مدل‌های نظری تأییدکننده نتایج پشتیبانی شد. این نمونه‌ای از چیزی است که دانشمندان آن را مزیت کوانتومی می‌نامند، توانایی دستگاه‌های کوانتومی برای فراتر رفتن از آنچه در دستگاه‌های کلاسیک ممکن است.

در چشم انداز ظریف فیزیک کوانتومی، لمس کردن اشیا شبیه به شکستن آنهاست. هیچ چیز مانند واقعیت موج منظم احتمالات را خراب نمی کند. برای مواردی که تشخیص نیاز به لمس ملایم‌تری دارد، روش‌های جایگزین سنجش مانند این مورد می‌تواند مفید باشد.

حوزه هایی که این پروتکل را می توان در آنها اعمال کرد عبارتند از محاسبات کوانتومی، تصویربرداری نوری، تشخیص نویز و توزیع کلید رمزنگاری. در همه موارد، کارایی سیستم های درگیر به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

پورانو می‌گوید: در محاسبات کوانتومی، روش ما می‌تواند برای تشخیص حالت‌های مایکروویو-فوتون در عناصر حافظه خاص استفاده شود. این می تواند به عنوان یک روش بسیار کارآمد برای استخراج اطلاعات بدون ایجاد اختلال در عملکرد پردازنده کوانتومی در نظر گرفته شود.