Создан первый микроскоп на запутанных фотонах

Схема пластинки, ее атомно-силовое (справа вверху) и ее оптические изображения (внизу). Слева — на запутанных фотонах, справа — на «обычных».
Схема пластинки, ее атомно-силовое (справа вверху) и ее оптические изображения (внизу). Слева — на запутанных фотонах, справа — на «обычных».

Ученые из университетов Осаки и Хоккайдо разработали метод световой микроскопии, который использует запутанные фотоны для придания большей контрастности изображению. По словам физиков, точность нового метода на 30 процентов превышает стандартный квантовый предел четкости для обычных фотонов. Исследование выложено в виде препринта в архиве Корнельского университета, кратко он нем пишет блог издания Technology Review.

Метод является дополнением вида оптической микроскопии, в котором изображение формируется за счет интерференции пучков света, проходящих через объект. Темные и светлые области формируются тогда, когда путь, пройденный одним из пучков, отличается от пути другого (например, за счет разной высоты в разных точках объекта).

Интерференция позволяет уловить очень небольшую разницу в плотности или высоте разных частей объекта, но точность этих измерений и, соответственно, контрастность изображения, ограничена принципом неопределенности Гейзенберга. Новый метод позволяет преодолеть этот стандартный квантовый предел за счет использования запутанных частиц, которые несут больше информации друг о друге, чем независимые фотоны (принцип неопределенности при этом не нарушается).

В качестве тестового объекта ученые использовали пластинку стекла, на которой в рельефе была нанесена буква «Q». Высота рельефа составляла всего 17 нанометров. При использовании обычных фотонов для подсветки пластины изображение оказалось настолько шумным, что было едва видно. Когда использовался источник запутанных фотонов с соответствующим методом обработки, контрастность изображения выросла почти на треть.

Источники запутанных фотонов сейчас используются преимущественно для исследования возможностей квантовой криптографии. Измерение квантового состояния (обычно базиса поляризации) одной из запутанных частиц дает информацию о другой, что можно использовать для кодирования информации.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:01 27 марта 2017
Замороженная стволовая клетка человека

Внутренние бомбы

Как клеточный суицид помогает против рака и старости
Два года для развода
Сколько времени понадобится Британии, чтобы выйти из ЕС
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Больно, но полезно
Китай готовится к реформе госкорпораций, чреватой социальным взрывом
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
Первый тест премиального «корейца» Genesis
Смог ли обновленный Genesis G80 догнать «немецкую тройку»? Спойлер: нет
Все машины Кена Блока
«Субару», «Фиесты» и гоночный пикап: все на чем ездил гонщик
Тест: когда появились «поворотники» и ночное видение?
Непроходимый тест на знание истории… автомобиля!
Место, где живут мозги
Как выглядят штаб-квартиры известнейших автомобильных компаний
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше