Сделаны использующие времениподобные кривые квантовые датчики
Ученые Универа Вашингтона в Сент-Луисе, NIST и Кембриджского универа сделали новый тип квантового датчика, использующего квантовую запутанность для сотворения сенсоров, которые могут «перемещаться во времени». Итоги исследования выложены в журнальчике Physical Review Letters.
Исследование основывается на концепции квантовой запутанности, когда характеристики частиц скоррелированы вне зависимости от расстояния меж ними, и показывает возможность эксплуатации квантовых датчиков для анализа сложных систем, существовавших в прошедшем. Творцы обрисовывают данный подход как подобный отправке телескопа вспять во времени, чтоб вести наблюдение за событиями, которые уже произошли.
Процесс начинается с запутывания 2-ух квантовых частиц в синглетном состоянии, когда они имеют строго обратные спины. Неведомо, в каком точно направлении ориентированы спины частиц, но измерение спина 1-й из частиц оказывает влияние на спин другой, даже если эти частички находятся в различных концах Вселенной. Математически это эквивалентно 1-й частичке, которая движется в обратную сторону во времени, а потом разворачивается в миг запутывания, приобретая обратный спин, и двигается в будущее, занимая другую точку места, становясь 2-ой частичкой. Это можно представить как U-образную времениподобную кривую.
Игрушка дьяволаНовая частичка из коллайдера угрожает убить всю физикуНа Большенном адронном коллайдере открыли новейшую форму материи.Почему ученые не понимают, с чем они столкнулись?
Одиночная частичка, имеющая спин, служит обычным датчиком для измерения приложенного к ней магнитного поля, так как воздействие магнитного поля изменяет направление спина. При обыденных обстоятельствах существует один шанс из 3-х, что измерение не получится. Это происходит оттого, что перед тестом физики проводят предварительное измерение спина (в физике это именуется изготовлением спина), чтоб он заполучил определенное направление параллельно оси x, y либо z. Но если направление спина окажется параллельно либо антипараллельно магнитному полю, итог не будет получен.
Новый квантовый сенсор позволяет экспериментаторам ретроспективно установить лучшее направление для спина. Одна из 2-ух частиц, находящихся в синглетном состоянии, служит зондом, который подвергается воздействию магнитного поля. На последующем шаге ученые определяют спин другой частички, именуемой вспомогательным кубитом. Направление этого спина «ворачивается во времени» и меняет личное значение на обратное к моменту воздействия магнитным полем.
Так, ученые выяснят, каким было направление спина зонда до воздействия полем. Потом измеряется фактическое направление спина зонда, уже модифицированное полем. Если синглетное состояние частиц математически образует замкнутую временную петлю из 2-ух U-образных кривых, то ученые, измеряя вспомогательный кубит и зонд в определенной последовательности, получают возможность верно подготовить спин, чтоб шансы на успешное измерение составили 100 процентов.
Творцы отмечают, что датчики, работающие по этому принципу, имеют широкий диапазон возможных применений: от обнаружения астрономических явлений до исследования магнитных полей с высочайшей точностью.