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
Začala prvá vesmírna vojna, tvrdia experti. Na orbite je rušno, čínska „armáda“ satelitov je len špička ľadovca
Vedci ostali šokovaní: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom
Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
Najstaršie múmie sveta šokovali vedcov. Objav je o celé tisícročia starší než Egypt aj Čile
Jadro Zeme ukrýva palivo na tisícky rokov. Ak ľudstvo prekoná výzvu, čaká ho neobmedzený pokrok
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
MIMORIADNE: Polícia zadržala známeho podnikateľa. Je podozrivý zo zločinu voči maloletým
Obyčajný zápal močového mechúra môže byť prvým príznakom rakoviny. Vedci objavili prekvapivú súvislosť
Prelomový objav v boji s Parkinsonovou chorobou: Vedci odhalili, ako toxické proteíny ničia bunky
Andrej Danko končí vo funkcii: SNS má nového šéfa klubu
Nebezpečná aplikácia Slovákom kradne peniaze, kryptomeny aj údaje. Odborníci radia, čo robiť
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Stroj zo studenej vojny prerobili na toto. Svetová veľmoc uchvátila svet, môže mať zákerné úmysly
- Vedci ostali šokovaní: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
- Môže zasiahnuť ciele na celom svete. Európsky štát vyvíja jadrovú raketu s doletom 10 000 km
-
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Hovoria o najlepšom filme posledných rokov. Oscarové prekvapenie je konečne online
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
- Stroj zo studenej vojny prerobili na toto. Svetová veľmoc uchvátila svet, môže mať zákerné úmysly
- Ponúka silný motor za dostupné ceny. Volkswagen spustil na Slovensku predpredaj nového SUV
-
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
Poľsko sa výrazne vojensky vyzbrojuje. Do konca roka chce posilniť svoju kľúčovú zónu
Kybernetická éra sa ukázala v Košiciach. SlovakiaTech 2025 láme všetky očakávania
Realita o elektroautách prekvapila celé Slovensko. Len malá časť ľudí má reálnu skúsenosť za volantom
Nečakaná krajina zbrojí na úroveň veľmocí. Od Izraelu kúpila zbrane za vyše 2 miliardy eur
Nenápadný faktor nás oberá o miliardy eur: Európska únia je pod tlakom extrémnych javov, ničia ekonomiku štátov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP