Учёные из Австрии предложили новый способ повысить качество электронной микроскопии, встроив в микроскоп небольшой квантовый компьютер. Идея описана в публикации на платформе SciTechDaily. Такой подход может помочь исследовать хрупкие образцы, которые разрушаются под воздействием электронного пучка.
• Некачественный бензин грозит владельцам китайских авто неожиданным ремонтом
При работе с чувствительными материалами, например с отдельными белками, электронная микроскопия сталкивается с фундаментальным противоречием. Чтобы получить более чёткое изображение, обычно приходится пропускать через образец больше электронов, но рост дозы повышает риск повредить изучаемый объект. Об этом говорит Филипп Хаслангер из Института атомной и субатомной физики Технического университета Вены (TU Wien).
Решение исследователей состоит в том, чтобы соединить электронный микроскоп с квантовым компьютером. Электроны предлагается использовать не только для формирования изображения, но и для сохранения и обработки дополнительной квантовой информации, которую они несут. В теории это позволяет усилить сигнал, не увеличивая число электронов, проходящих через хрупкий образец.
Схема, разработанная командами из TU Wien, Венского университета, Университета Иоганна Кеплера в Линце и Университета Инсбрука, предполагает взаимодействие электронов, летящих через микроскоп, с ионами, удерживаемыми на пути пучка. Эти ионы являются частью квантового компьютера и могут запутываться с пролетающими электронами. Как поясняет первый автор работы, докторант Элиас Песколлер, электрон и ион начинают разделять общее квантовое состояние.
• ИИ уже «распределил» Госдуму: кто получит большинство на выборах 2026 года
Благодаря такому взаимодействию ион сохраняет квантовую информацию, связанную с электроном, даже после того, как тот покинул микроскоп. Следующий электрон может провзаимодействовать с квантовым компьютером аналогичным образом, поэтому сведения от последовательных электронов накапливаются, а не рассматриваются как отдельные измерения. Деннис Ретцель из TU Wien отмечает, что специальные квантовые операции позволяют объединять информацию от нескольких электронов и получать сигнал максимальной силы при относительно небольшом их числе.
Пока преимущества метода подтверждены математически, а не на работающем приборе. Исследователи готовятся проверить теоретические результаты экспериментально: в университетском центре электронной микроскопии USTEM при TU Wien планируется объединить ионный квантовый компьютер группы Филиппа Шиндлера из Университета Инсбрука с электронным микроскопом. Работа ведётся в рамках австрийского кластера передового опыта quantA, а её основное финансирование обеспечивают Австрийский научный фонд (FWF) и Фонд Гордона и Бетти Мур.
Читайте также:
• Пришла повестка на Госуслуги: что грозит россиянам за неявку в военкомат