Ученые из Сиднейского университета представили новое исследование, в котором раскрывают, как можно обойти пределы принципа неопределенности Гейзенберга. Их результаты открывают новые горизонты для квантовых технологий, включая квантовые компьютеры и коммуникации, которые могут в корне изменить современные вычисления и безопасность данных. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Принцип неопределенности Вернера Гейзенберга (немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике в 1932 году), сформулированный еще в 1927 году, говорит о том, что невозможно одновременно с бесконечной точностью знать сразу два параметра частицы, к примеру ее координату и скорость. Чем точнее одно — тем ошибочнее другое.
Однако квантовая физика с ее уникальными свойствами открывает новые возможности для преодоления этих ограничений. Вместо того чтобы пытаться измерить обе вещи напрямую, они измеряют что-то другое, что связано с этими величинами, но не нарушает принцип неопределенности. Это называется модульными наблюдаемыми. Эти наблюдаемые, хотя и связаны с положением и импульсом, могут быть измерены одновременно с высокой точностью.
В исследовании использовался специальный квантовый метод с ионами, где ученые смогли точно измерять положение и скорость (или импульс) объекта в одно и то же время, но с помощью нового подхода, который позволяет обойти ограничения, накладываемые обычной физикой.
Результаты данного исследования имеют большое значение для будущих квантовых сенсоров. Эти сенсоры могут быть использованы для разработки квантовых компьютеров, которые, в свою очередь, будут выполнять вычисления гораздо быстрее и эффективнее, чем современные компьютеры. Например, квантовые сенсоры могут использоваться в медицине для точных диагностик, в геофизике для исследований земной коры, а также в области безопасности для создания защищенных коммуникаций.
Исследования, подобные этому, показывают, что квантовые технологии способны значительно улучшить точность измерений, что приведет к развитию совершенно новых технологий в таких областях, как квантовые вычисления, квантовая связь и квантовая безопасность.
Физики продолжают работать над тем, чтобы сделать квантовые системы более устойчивыми и долговечными. Это поможет создать более эффективные квантовые сенсоры, которые смогут работать в реальных условиях, где стандартные методы измерений уже не подходят.
Будущие исследования в этой области будут способствовать созданию еще более совершенных квантовых систем, которые смогут значительно улучшить понимание мира на самых фундаментальных уровнях.
Международная группа физиков опубликовала в Physical Review Letters (PRL) работу, в которой представлены наиболее убедительные на данный момент свидетельства того, что черные дыры ведут себя в точном соответствии с общей теорией относительности Альберта Эйнштейна и что ключевые предположения Стивена Хокинга о их природе подтверждаются.
Все важные новости — в канале «Известия» в мессенджере МАХ
