Вчені продемонстрували черговий працюючий прототип квантового радара

May 18 7:00 2020 Друк цієї статті

Деяких успіхів у цьому напрямку досягли свого часу групи китайських і американських вчених. А зовсім нещодавно, група фізиків з австрійського інституту Науки і техніки (Institute of Science and Technology Austria, IST Austria) так само оголосила про створення та успішні випробування власного зразка квантового радара, який використовує у свій роботі явище квантової заплутаності.

Нагадаємо нашим читачам, що квантова заплутаність - це фізичне явище, за допомогою якого дві частинки стають взаємопов'язаними. І зміна квантового стану будь частинки заплутаною пари тут же відбивається на стані другої частинки, незважаючи на відстань, яка може бути як завгодно великим.

У квантовому радарі, розробленому науковцями з IST Austria спільно з колегами з Массачусетського технологічного інституту (MIT), Йоркського університету, велика Британія та університету Камерино, Італія, використаний метод так званого мікрохвильового квантового освітлення, в якому замість звичайних фотонів світла використовуються фотони (кванти) мікрохвильового випромінювання.

Принцип роботи нового квантового радара не сильно відрізняється від принципів роботи інших подібних пристроїв. У пристрої створюються дві групи заплутаних мікрохвильових фотонів, одну з яких називають сигнальної групою, а другу - опорною. Фотони сигнальної групи відсилаються в бік виявленої об'єкта, а фотони опорної групи поміщаються в середу, ізольовану від шумів і позбавлену інтерференції.

Коли сигнальні фотони досягають об'єкта виявлення і відбиваються від його поверхні, велика частина їх заплутаності руйнується, залишається лише невелика в процентному відношенні кількість фотонів, що зберегли заплутаність з фотонами опорної групи. І цього невеликої кількості достатньо для визначення способу, який описує наявність або відсутність об'єкта в досліджуваній області простору. І найголовнішою перевагою такої технології є те, що вона абсолютно не залежить від рівня шумів в навколишньому середовищі і досліджуваному просторі.

На жаль, нова технологія не позбавлена деяких недоліків. Пари заплутаних мікрохвильових фотонів створюються в умовах дуже низької температури, яка лише на кілька тисячних часток градуса вище точки абсолютного нуля. Але, за допомогою таких фотонів можна досліджувати середовище і виявляти об'єкти з дуже малою відбивною здатністю, що знаходяться при нормальній кімнатній температурі.

До своїй подальшій роботі вчені планують залучити висококваліфікованих інженерів-електриків та електронщиків, на плечі яких покладено завдання зробити так, щоб новий квантовий радар вже можна було використовувати в самих різних практичних галузях, починаючи від біомедицини і закінчуючи системами безпеки, що використовуються в аеропортах та інших громадських місцях.