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

Naočkovali spóry a čakali na zázrak. Vedci vytvorili pamäťový čip z neuveriteľnej veci

PRELOM: Vedci zostrojili prvé jadrové hodiny na svete, vyriešia veľkú záhadu fyziky

Prelomový objav vo vesmíre: Vedci prvýkrát objavili významné stopy života mimo našej Galaxie

Sú 1 000-krát výkonnejšie než klasické. Japonci predstavili nové solárne panely, budú veľmi lacné

100 rokov ležal v zásuvke. Zabudnutý meteorit odhalil tajomstvo života na Marse
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Štát siahne Slovákom na výplaty. Vieme, o koľko prídu zamestnanci a rodičia
PREMIUMOd úľavy k závislosti: Ako vznikajú moderné návyky, ktoré pomaly oslabujú náš mozog (ROZHOVOR)

„Októbrové“ huby mení na jed: Mykológovia varujú slovenských hubárov pred najväčšou jesennou chybou

Matovič vracia úder: „Fico si zavolal na pomoc odsúdeného mafiána,“ vyhlásil expremiér

Bizarná novela prešla: Chodci na Slovensku nesmú ísť rýchlejšie než 6 km/h
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Pochopili, že ubližujú sami sebe. Bohatá krajina chce okamžite zrušiť clá na elektromobily z Číny
- VIDEO: Zbláznila sa Čína? Neuveríš, čím pokryli celé pohorie
- Bez Západu by rýchlo prehrali. Ukrajina zistila, čo v skutočnosti poháňa „ruské“ drony
- Akčný film 2025 neprestáva udivovať. Ohúril aj Slovákov a naďalej láme rekordy
- Už prvá epizóda prekročila všetky hranice: Na obrazovky dorazil jeden z najočakávanejších seriálov roka
-
- Bez Západu by rýchlo prehrali. Ukrajina zistila, čo v skutočnosti poháňa „ruské“ drony
- Pochopili, že ubližujú sami sebe. Bohatá krajina chce okamžite zrušiť clá na elektromobily z Číny
- Akčný film 2025 neprestáva udivovať. Ohúril aj Slovákov a naďalej láme rekordy
- VIDEO: Zbláznila sa Čína? Neuveríš, čím pokryli celé pohorie
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
-
- Bez Západu by rýchlo prehrali. Ukrajina zistila, čo v skutočnosti poháňa „ruské“ drony
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
- Veľmoc objavila 35 miliónov ton veľmi vzácnej suroviny. Prinesie im ohromné bohatstvo
- Akčný film 2025 neprestáva udivovať. Ohúril aj Slovákov a naďalej láme rekordy
- Pochopili, že ubližujú sami sebe. Bohatá krajina chce okamžite zrušiť clá na elektromobily z Číny
Takú astronomickú hodnotu dosiahli len tri firmy. Technologický gigant prekonal historický míľnik
Obľúbený operátor spúšťa štedrý vianočný kalendár, pre Slovákov si pripravil veľa prekvapení (PREHĽAD)
Konečne rozumný krok od Google. Chystá sa obnoviť odstavenú jadrovú elektráreň, toto je dôvod
Európania kupujú čoraz viac áut. Predaj stúpol o neuveriteľné čísla, najpopulárnejší pohon nesklamal
Slovanský štát tvrdo zakázal mobily na školách. Dopad na študentov prekvapil úplne všetkých
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Štát siahne Slovákom na výplaty. Vieme, o koľko prídu zamestnanci a rodičia
PREMIUMOd úľavy k závislosti: Ako vznikajú moderné návyky, ktoré pomaly oslabujú náš mozog (ROZHOVOR)

„Októbrové“ huby mení na jed: Mykológovia varujú slovenských hubárov pred najväčšou jesennou chybou

Matovič vracia úder: „Fico si zavolal na pomoc odsúdeného mafiána,“ vyhlásil expremiér

