Astronomijā notiek revolūcija. Eksoplanetu izpēte pēdējo 10 gadu laikā ir progresējusi,
Kvantu tehnoloģija palīdzēs
Saskaņā ar jaunāko pētījumu, ko veica pētnieki noAustrālijā un Singapūrā jaunā kvantu tehnoloģija uzlabos optisko VLBI. Stimulētā Ramana adiabātiskā pāreja (STIRAP) ir process, kas ļauj pārvietoties starp diviem piemērojamiem kvantu stāvokļiem, izmantojot vismaz divus koherentus elektromagnētiskos (gaismas) impulsus. Viņi kontrolē trīs līmeņu atoma vai daudzlīmeņu sistēmas pārejas. Process ir saskaņotas kontroles veids starp stāvokļiem. Būtībā tas ļauj pārsūtīt kvantu informāciju bez zaudējumiem.
Izmantojot kvantu kļūdu korekciju(kvantu kļūdu korekcija, QEC) šī metode var ļaut veikt VLBI novērojumus iepriekš nepieejamos viļņu garumos. Tiklīdz šī tehnika ir integrēta ar nākamās paaudzes instrumentiem, tā varētu ļaut sīkāk izpētīt melnos caurumus, eksoplanetas, Saules sistēmu un tālu zvaigžņu virsmas.
Kā darbojas interferometrija?
Vienkārši sakot, interferometrijas metode sastāv noApvienojot gaismu no vairākiem teleskopiem ap Zemi, lai izveidotu objekta attēlus, kurus citādi būtu pārāk grūti atrisināt. Ļoti gara bāzes līnijas interferometrija attiecas uz īpašu paņēmienu, ko izmanto radioastronomijā, kurā tiek apvienoti signāli no astronomiskiem radio avotiem (melnajiem caurumiem, kvazāriem, pulsāriem, zvaigžņu veidojošiem miglājiem utt.), lai izveidotu detalizētus attēlus par to struktūru un darbību. Pēdējos gados VLBI ir nodrošinājis līdz šim detalizētākos attēlus no zvaigznēm, kas riņķo ap Strēlnieku A* (Sgr A*), supermasīvo melno caurumu Galaktikas centrā.
Tas arī ļāva astronomiem sadarbotiesEvent Horizon Telescope (EHT), lai uzņemtu pirmo melnā cauruma (M87) un paša Sgr A attēlu. Taču, kā viņi atzīmēja pētījumā, klasisko interferometriju un faktiski Zemes izmēra teleskopa izveidi joprojām kavē vairāki fiziski ierobežojumi. Tie ietver informācijas zudumu, troksni un faktu, ka iegūtajai gaismai parasti ir kvantu raksturs (kur fotoni ir sapinušies). Novēršot šos ierobežojumus, VLBI varētu izmantot daudz precīzākiem astronomiskajiem pētījumiem.
Problēmas risinājums
Kā zinātnieki apraksta rakstā “Zvaigžņu vizualizācijaar kvantu kļūdu korekciju”, process, ko viņi paredz, ietvertu saskaņotu zvaigžņu gaismas saistīšanu ar “tumšajiem” atomu stāvokļiem. Nākamais solis ir savienot gaismu ar QEC — metodi, ko izmanto kvantu skaitļošanā, lai aizsargātu kvantu informāciju no kļūdām, kas rodas dekoherences un cita "kvantu trokšņa" dēļ. Bet, kā atzīmē zinātnieki, šī pati metode nodrošinās detalizētāku un precīzāku interferometriju.
Teorijas pārbaude
Lai pārbaudītu savu teoriju, komanda aplūkojascenārijs, kurā divi objekti, kas atdalīti lielos attālumos, savāc astronomisko gaismu. Katram no tiem ir iepriekš sadalīts samezglojums un ir "kvantu atmiņa", kurā tiek iesprostoti gaisma, un katrs sagatavo savu kvantu datu (kubitu) kopu kādā kodā ar QEC. Iegūtos kvantu stāvokļus pēc tam dekodētājs iespiež kopējā QEC kodā, kas aizsargā datus no turpmākām trokšņainām darbībām.
"Kodētāja" stadijā signāls tiek uztvertskvantu atmiņa, izmantojot STIRAP metodi, kas ļauj ienākošo gaismu saskaņoti savienot ar atoma nestarojošo stāvokli. Spēja uztvert gaismu no astronomiskiem avotiem, kas nosaka kvantu stāvokļus (un novērš kvantu troksni un informācijas zudumus), varētu mainīt interferometriju. Turklāt šie uzlabojumi ietekmēs citas astronomijas jomas, kurās arī šodien notiek revolucionāras izmaiņas.
Kāda ir apakšējā līnija?
Pārslēgšanās uz optiskajām frekvencēm, šāds tīklskvantu attēlveidošana uzlabos attēla izšķirtspēju par trim līdz piecām lieluma kārtām. Tā jauda būs pietiekama, lai attēlotu mazas planētas ap tuvējām zvaigznēm, zvaigžņu sistēmu detaļas, zvaigžņu virsmu kinemātiku, akrecijas diskus un, iespējams, detaļas ap melnā cauruma notikumu horizontiem - neviens no pašlaik plānotajiem projektiem to nespēj. Patiesībā, pielietojot jauno tehnoloģiju, cilvēces rīcībā būs planētas izmēra teleskops.
Lasīt vairāk
Ķīniešu mākslīgais intelekts prognozē hiperskaņas raķešu gaitu. Priekšā būs atbildes streiks
No HPV, vēža un sifilisa maisījuma izrādījās "nemirstīgas" šūnas: kas par tām ir zināms
Japānas astronomi galaktikā ir atraduši nezināmu struktūru