Astronomide bir devrim yaşanıyor. Dış gezegenlere ilişkin çalışmalar son 10 yılda ilerleme kaydetti.
Kuantum teknolojisi yardımcı olacak
Araştırmacıların yakın zamanda yaptığı bir araştırmaya göreAvustralya ve Singapur'da yeni kuantum teknolojisi optik VLBI'yi iyileştirecek. Uyarılmış Raman Adyabatik Geçiş (STIRAP), en az iki tutarlı elektromanyetik (ışık) darbe kullanarak iki uygulanabilir kuantum durumu arasında popülasyon transferine izin veren bir işlemdir. Üç seviyeli bir atomun veya çok seviyeli bir sistemin geçişlerini kontrol ederler. Süreç, durumlar arasında tutarlı bir kontrol biçimidir. Temel olarak kuantum bilgilerinin kayıpsız iletilmesine olanak tanır.
Kuantum hatası düzeltmeyi kullanırken(kuantum hatası düzeltme, QEC) bu yöntem, daha önce erişilemeyen dalga boylarında VLBI gözlemlerinin yapılmasına olanak sağlayabilir. Yeni nesil cihazlarla entegre edildiğinde bu teknik, kara delikler, ötegezegenler, güneş sistemi ve uzak yıldızların yüzeyleri hakkında daha ayrıntılı çalışmalara olanak sağlayabilir.
İnterferometri nasıl çalışır?
Basitçe söylemek gerekirse, interferometri yöntemi aşağıdakilerden oluşur:Aksi takdirde çözülmesi çok zor olacak bir nesnenin görüntülerini oluşturmak için Dünya çevresindeki birden fazla teleskoptan gelen ışığı birleştirir. Çok uzun temel interferometri, radyo astronomisinde kullanılan, astronomik radyo kaynaklarından (kara delikler, kuasarlar, pulsarlar, yıldız oluşturan bulutsular, vb.) gelen sinyallerin, yapılarının ve etkinliklerinin ayrıntılı görüntülerini oluşturmak için birleştirildiği özel bir tekniği ifade eder. Son yıllarda VLBI, Galaksinin merkezindeki süper kütleli kara delik olan Yay A* (Sgr A*) yörüngesindeki yıldızların şimdiye kadarki en ayrıntılı görüntülerini sağladı.
Ayrıca gökbilimcilerin işbirliğine katılmasına da olanak tanıdıOlay Ufku Teleskobu (EHT), bir kara deliğin (M87) ve Sgr A'nın kendisinin ilk görüntüsünü alacak. Ancak çalışmada belirttiği gibi, klasik interferometri ve aslında Dünya boyutunda bir teleskopun oluşturulması hala engel teşkil ediyor. çeşitli fiziksel sınırlamalar. Bunlar arasında bilgi kaybı, gürültü ve ortaya çıkan ışığın tipik olarak kuantum doğası (fotonların dolaştığı yer) olduğu gerçeği yer alır. Bu sınırlamaların ortadan kaldırılmasıyla VLBI, çok daha hassas astronomik araştırmalar için kullanılabilir.
Problemin çözümü
Bilim adamlarının "Yıldızları Görselleştirme" makalesinde açıkladığı gibi"kuantum hata düzeltmesi ile" öngördükleri bir süreç, yıldız ışığının "karanlık" atom hallerine tutarlı bir şekilde bağlanmasını içerecektir. Bir sonraki adım, ışığı, kuantum bilgisini eşevresizlik ve diğer "kuantum gürültüsünden" kaynaklanan hatalardan korumak için kuantum hesaplamada kullanılan bir teknik olan QEC ile birleştirmektir. Ancak bilim adamlarının belirttiği gibi, aynı yöntem daha ayrıntılı ve doğru interferometri sağlayacaktır.
teoriyi test etmek
Ekip, teorilerini test etmek için şunlara baktı:büyük mesafelerle ayrılmış iki nesnenin astronomik ışık topladığı bir senaryo. Her biri önceden dağıtılmış bir dolaşıklığı paylaşıyor ve içine ışığın hapsedildiği bir "kuantum hafızası" içeriyor ve her biri kendi kuantum veri setini (qubit'ler) QEC ile bazı kodlara hazırlıyor. Ortaya çıkan kuantum durumları daha sonra bir kod çözücü tarafından ortak bir QEC koduna yazdırılır ve bu da verileri sonraki gürültülü işlemlerden korur.
"Kodlayıcı" aşamasında sinyal yakalanır.Gelen ışığın atomun ışınımsız durumuna tutarlı bir şekilde bağlanmasını sağlayan STIRAP yöntemini kullanan kuantum hafızası. Kuantum durumlarını açıklayan (ve kuantum gürültüsünü ve bilgi kaybını ortadan kaldıran) astronomik kaynaklardan ışık yakalama yeteneği, interferometri için oyunun kurallarını değiştirebilir. Üstelik bu gelişmeler astronominin günümüzde devrim niteliğinde değişimler geçiren diğer alanlarını da etkileyecek.
Sonuç nedir?
Optik frekanslara geçiş, böyle bir ağkuantum görüntüleme, görüntü çözünürlüğünü üç ila beş büyüklük sırası artıracaktır. Gücü, yakındaki yıldızların etrafındaki küçük gezegenleri, yıldız sistemlerinin ayrıntılarını, yıldız yüzeylerinin kinematiğini, yığılma disklerini ve kara delik olay ufuklarının etrafındaki potansiyel ayrıntıları görüntülemeye yeterli olacaktır - şu anda planlanan projelerin hiçbiri bunu yapamaz. Aslında, yeni teknolojiyi uygulayarak insanlık, gezegen büyüklüğünde bir teleskopa sahip olacak.
Daha fazla oku
Çinli AI, hipersonik füzelerin seyrini tahmin ediyor. Misilleme grevi devam edecek
HPV, kanser ve frengi karışımından "ölümsüz" hücreler ortaya çıktı: onlar hakkında bilinenler
Japonya'dan gökbilimciler galakside bilinmeyen bir yapı buldular