Хотите видеть только хорошие новости?

Физики научились детектировать фотоны без изменения их состояния

Схема из статьи исследователей
Схема из статьи исследователей

Немецкие физики разработали метод, позволяющий им обнаружить фотон без его поглощения. Это позволяет либо зафиксировать наличие частицы несколько раз подряд и за счет этого повысить эффективность детектора, либо заметить фотон без изменения его квантового состояния. Последнее необходимо для разработки квантовых вычислительных систем. Подробности приведены в статье ученых для журнала Science.

Разработанное физиками из Института квантовой оптики Общества Макса Планка устройство использует атом, заключенный между двумя зеркалами (одним практически идеальным и одним полупрозрачным) в микроскопическую полость. Размеры и форма полости подобрана так, что в ней возникают электромагнитные колебания только определенной частоты: энергия которых совпадает с энергией атома в одном из состояний. Атом в этом состоянии может взаимодействовать с падающими на него квантами и отражать их, но при этом его состояние поменяется. Такую идею, как пишут исследователи, предлагали и ранее (она принесла Нобелевскую премию 2012 года Сержу Арошу и Дэвиду Уайнленду), однако реализовать ее на практике и с использованием не микроволн, а видимого или инфракрасного света удалось впервые.

Ученые уточняют, что в их системе атом находился изначально в суперпозиции двух состояний, из которых только одно (условно обозначенное как «|2>») позволяло отразить квант света. После отражения эта суперпозиция менялась и авторы исследования нашли способ определить то, каким образом это произошло. Тем самым они детектировали фотон не за счет его поглощения, а за счет его отражения.

Это обнаружение фотонов без их поглощения может пригодиться как для повышения эффективности детекторов (если частицу пытаться зафиксировать несколько раз подряд, вероятность обнаружения растет), так и в квантовых вычислительных устройствах, где нужно сохранить состояние частицы для дальнейших манипуляций в неискаженном виде.

Квантовые вычислительные устройства пока находятся на стадии лабораторных прототипов с сомнительной эффективностью. Одной из проблем, которую ученым необходимо решить для создания работающих квантовых компьютеров, является сохранение квантового состояния системы на протяжении достаточно долгого времени.

Обсудить
«Для Трампа Украина станет инструментом торговли с Москвой»
Ричард Вайц о Китае, России и внешней политике нового американского президента
Crips на похоронах Туки УильямсаЧерно-красные против черно-синих
Уличная война в Лос-Анджелесе и далее везде
Сладкая сила
Завоюют ли российские продукты китайский рынок
Грехи Трампа
Почему у нового президента США не будет спокойных 100 дней
Акция протеста во время инаугурации Дональда ТрампаПрезидент расколотой нации
В каких условиях в Вашингтоне прошла инаугурация Дональда Трампа
Феминизм в розовом
#PussyPower: почему протесты в США символизирует вагина
«Чтобы хорошо жить, деньги и в Азии нужны»
История йогини-вегетарианки из Санкт-Петербурга, перебравшейся на Бали
Лица не увидать
Пользовательницы Instagram посвящают аккаунты своим пятым точкам
Пернатый премиум-класса
Турецкие коллекционеры тратят последние деньги на элитных голубей
Лё седан
Длительный тест обновленного седана Citroen C4: часть первая
3 президентских лимузина, никогда не возивших президентов
Президентские автомобили США, СССР и РФ, которые не дождались своих владельцев
Тест: угадай машину по ручке двери
Щелкали наши предыдущие тесты как орешки? Попробуйте этот!
Топ-25 внедорожников в России
Какие кроссоверы и внедорожники продавались в 2016 году лучше остальных
«Мы начали решать свои проблемы, как в 90-х»
За потребительские кредиты смогут отбирать квартиры
Развели тут бордель
Экскурсия по самому большому публичному дому Южного полушария
Война дворцам
Каких домов лишились в 2016 году звезды Голливуда
«Теперь она бомж и живет в закутке под лестницей»
История преподавательницы, лишившейся трех квартир в Москве