Vedci odhalili nový radar, ktorý využíva kvantovú technológiu. Prináša neporovnateľne lepšie výhody
Vedcom a fyzikom sa podarilo demonštrovať známy princíp radaru, avšak tentokrát za pomoci úplne iného prístupu. K detekcii objektov nevyužili klasické elektromagnetické vlny ale kvantové zapletenie fotónov.
Portál Phys informoval o úspechu vedcov a fyzikov z rakúskeho Inštitútu vedy a techniky (IST Austria), ktorým sa podarilo demonštrovať nový prototyp radaru. Jeho fungovanie podrobne popísali v publikácii zverejnenej v žurnále Science Advances. Novinka totižto nefunguje rovnako ako konvenčné radary, pretože ako metódu na detekciu objektov používa kvantové zapletenie.
Kvantové zapletenie je fyzikálny jav, pri ktorom dve častice zostávajú vzájomne prepojené a zdieľajú fyzické vlastnosti bez ohľadu na to, ako ďaleko sú od seba vzdialené. V tomto stave v podstate jeden objekt predurčuje pozíciu druhého. Tento jav využíva aj nový typ radaru, pri ktorom vedci a fyzici využili nový typ detekčnej technológie nazývanej mikrovlnná kvantová iluminácia. Tá využíva metódu detekcie objektov pomocou kvantového zapletenia fotónov.
Nová technológia, ktorá poráža konvenčné radarové systémy
Prototyp, ktorý je tiež známy aj ako kvantový radar, je schopný detegovať aj objekty v prostrediach s výskytom tepelného šumu, kde často zlyhávajú klasické radarové systémy. Táto technológia má potenciálne využitie v biomedicíne a bezpečnostných skeneroch s veľmi nízkym výkonom. Kvantový radar totižto namiesto elektromagnetických vĺn zapletie do kvantového stavu dve skupiny fotónov, ktoré vedci nazývajú signalizačné a nečinné fotóny.
Signalizačné fotóny sa vysielajú smerom k predmetu záujmu, zatiaľ čo nečinné fotóny sa merajú v relatívnej izolácii bez rušenia a šumu. Keď sa signalizačné fotóny odrazia späť od predmetu záujmu, stratí sa skutočné zapletenie medzi signalizačnými a nečinnými fotónmi, ale malé množstvo tejto korelácie zostáva zachované. Vytvorí sa tak jedinečný podpis alebo vzor, ktorý opisuje existenciu alebo absenciu cieľového objektu bez ohľadu na šum v prostredí.
„To, čo sme demonštrovali, je dôkaz koncepcie mikrovlnného kvantového radaru,“ povedal hlavný autor Shabir Barzanjeh, ktorého predchádzajúci výskum pomohol posilniť teoretické pozadie kvantovej radarovej technológie. „Použitím zapletenia generovaného o niekoľko tisícin stupňa nad absolútnou nulou (-273,14 ° C) sme dokázali odhaliť objekty s nízkou reflektivitou pri izbovej teplote.“
Nový prototyp funguje efektívne aj v zašumenom prostredí
Aj keď kvantové zapletenie je samo o sebe krehké, nový prototyp má oproti klasickým radarom niekoľko výhod. Napríklad pri nízkych úrovniach výkonu konvenčné radarové systémy zvyčajne trpia zlou citlivosťou, pretože majú problém rozlíšiť žiarenie odrážané od objektu od prirodzene sa vyskytujúceho šumu na pozadí.
Kvantová iluminácia ponúka riešenie tohto problému, pretože podobnosť medzi signalizačnými a nečinnými fotónmi, generovanými kvantovým zapletením, poskytuje efektívnejší spôsob rozlíšenia signalizačných fotónov odrazených od predmetu záujmu od šumu prostredia.
„Hlavným posolstvom nášho výskumu je, že kvantové radary alebo kvantová mikrovlnná iluminácia je možná nielen v teoretickej rovine, ale aj v praxi. Pri porovnaní s klasickými nízkoenergetickými detektormi za rovnakých podmienok môžeme vidieť, že aj pri veľmi nízkom počte signalizačných fotónov môže byť vylepšená kvantová detekcia lepšia,“ uviedol Barzanjeh.
Vedci a fyzici tak boli schopní spojiť svoje teoretické a experimentálne poznatky, čo sa ukázalo ako kľúčové pri demonštrácii fungovania kvantového radaru. Zároveň však priznávajú, že bude potrebné uskutočniť ďalšie vylepšenia systému, pri ktorých budú potrebovať aj pomoc od skúsených elektrotechnikov, aby mohli kvantový radar využívať aj v reálnom svete.
„Tento vedecký výsledok bol možný len vďaka spojeniu teoretických a experimentálnych fyzikov, ktorých motivovala zvedavosť ohľadne toho, ako môže kvantová mechanika pomôcť posunúť základné hranice snímania.
V praktických situáciách budeme potrebovať aj pomoc skúsených elektrotechnikov a ešte stále zostáva veľa práce, aby sa náš výsledok mohol uplatniť pri detekčných úlohách v reálnom svete,“ uviedol spoluautor štúdie a vedúci skupiny, Johannes Fink.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Na Zemi také niečo neexistuje. Vedci objavili minerál, ktorý môže objasniť pôvod života
Obyčajný WiFi router odhalil viac, než by si čakal. Vedci ho premenili na zdravotnú pomôcku
K zrážke záhadného objektu s Marsom môže prísť už čoskoro. NASA má šancu na životnú misiu
Nevinný zvyk s mobilom sa mení na riziko. Výskum ukázal šokujúce fakty
Microsoft testuje budúcnosť internetu. Úplne nové vlákna prenášajú dáta 1000x rýchlejšie, než dnešná optika
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Až o 600 eur nižší 13. dôchodok: Nové pravidlo môže tvrdo zasiahnuť jednu skupinu penzistov
„Krvavý Mesiac“ rozžiari oblohu nad Slovenskom: Jedno z najdlhších zatmení za desaťročie uvidíš už tento víkend
Elixír z tvojej kuchyne, ktorý krotí „tichého zabijaka“: Kardiológovia odporúčajú 5 druhov ovocia na hypertenziu
Desiatky ľudí uviazli na letisku v Bratislave: Let do Egypta mešká vyše 20 hodín, cestujúci môžu žiadať stovky eur
Jogurt za 14 eur, nájom za 2 000: Túto krajinu expati hromadne opúšťajú, luxus bez daní sa mení na drahú pascu
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Susedná krajina kupuje ničivé zbrane za 1,4 miliardy eur. Moskve poslali jasný odkaz
- Trh s elektromobilmi v Číne explodoval. Teraz mu hrozí vlastná smrť
- Ak ich máš na ruke, máš to najlepšie na trhu. Apple po 10 rokoch zosadila z trónu táto značka smart hodiniek
- Garmin predstavil najjasnejšie smart hodinky na svete. Ich cena ťa však poriadne zaskočí
- Nový plán Tesly je fiasko. Elektromobily zmizli, toto má podľa Muska zachrániť budúcnosť
-
- Susedná krajina kupuje ničivé zbrane za 1,4 miliardy eur. Moskve poslali jasný odkaz
- Nový plán Tesly je fiasko. Elektromobily zmizli, toto má podľa Muska zachrániť budúcnosť
- Nič lepšie vraj na Netflixe tento rok neuvidíš. Hrozivo aktuálny film ohromil kritikov, 11 minút mu tlieskali v stoji
- BMW to myslí naozaj vážne. Už čoskoro spustí sériovu výrobu odpísaného pohonu áut
- Trh s elektromobilmi v Číne explodoval. Teraz mu hrozí vlastná smrť
-
- AKTUÁLNE: Na Slovensku končia tri obľúbené české stanice. Toto je ich náhrada
- Ochráni kontinent pred Rusmi aj CO₂. Európa má v rukách tajnú zbraň, odborníci zvažujú jej nasadenie
- Nemajú proti nej šancu. F-16 dostane desivú zbraň, ktorá môže zachrániť Ukrajinu
- Sylvester Stallone ako mafián aj veľký hit Netflixu. TOP 14 noviniek na streamovacích službách v septembri
- BMW to myslí naozaj vážne. Už čoskoro spustí sériovu výrobu odpísaného pohonu áut
Historický úspech na trhu ojazdených áut. SUV a crossovery vedú naprieč regiónom
Liga proti rakovine spustila AI poradkyňu. Ženám radí nonstop a zadarmo
Fico a Zelenskyj sa stretli v Užhorode. Témou bola energetika aj mier
Oficiálne závery sú vonku. SAV potvrdzuje bezpečné množstvá DNA v dávke
Putin a Si Ťin-pching sa rozprávali o nesmrteľnosti. Chcú sa dožiť 150 rokov, televízia zvuk vypla
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP