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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom oknePortál 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

Stačilo by 15 dní a 99 % satelitov by prestalo fungovať. Vedci ukázali ničivú silu jadrového výbuchu

Česi vyvíjajú revolučné lietadlo ako zo sci-fi. Má dosiahnuť 4 300 km/h a vyletieť až do vesmíru

Pohoršila svet, ročne „vyrobí“ desaťtisíce detí. Takto funguje mrazivá továreň na ľudí

Musk odhalil šialený plán, aký svet ešte nevidel. Do vesmíru chce dostať výkon 200 jadrových reaktorov

Je efektívnejší než tepelné čerpadlo a ušetrí ti stovky eur. Na svete je revolučný spôsob, ako ohrievať vodu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Obľúbený nápoj Slovákov má problémy. Značka s 90-ročnou históriou zatvára závod
PREMIUMVolvo má stratu 504 miliónov eur a 2 500 výpovedí: Nový závod pri Košiciach odhalil plán pre Slovensko

Desiatky predavačiek zostali bez výplat: Obchodná sieť na Slovensku zatvorila 8 predajní, vedenie mlčí

Štát môže ušetriť až 7,3 miliardy eur. Odborníci ukázali, ako by Slováci mohli platiť nižšie dane

„Černák bol psychopatický primitív a vrah.“ Hudobníci búrajú romantické predstavy o 90. rokoch
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Najúspešnejší film všetkých čias prichádza online v rozšírenej verzii. Uvidíš ho už tento týždeň
- Slováci sa majú pripraviť na 72-hodinovú krízu. Tieto batérie udržia internet, chladničku aj kúrenie
- Je efektívnejší než tepelné čerpadlo a ušetrí ti stovky eur. Na svete je revolučný spôsob, ako ohrievať vodu
- Najväčšie sci-fi posledných rokov sa vráti na Slovensko. Iba na necelý týždeň
- Netflix na Slovensku ešte podobnú vec neurobil. Novinka za 200 miliónov dorazí v podobe, akú služba odmietala
-
- Slováci sa majú pripraviť na 72-hodinovú krízu. Tieto batérie udržia internet, chladničku aj kúrenie
- Najlepší film roka dorazil online. Na ČSFD má neuveriteľných 91 %
- Najväčšie sci-fi posledných rokov sa vráti na Slovensko. Iba na necelý týždeň
- Netflix na Slovensku ešte podobnú vec neurobil. Novinka za 200 miliónov dorazí v podobe, akú služba odmietala
- Čína prekonala rekord západných vedcov. Vo vesmíre dosiahli niečo, čo sa ešte nikomu nepodarilo
-
- Slováci sa majú pripraviť na 72-hodinovú krízu. Tieto batérie udržia internet, chladničku aj kúrenie
- Čakáme naň 21 rokov. Kultový film sa vráti, nie však v podobe, akú diváci chceli
- Mesto zničí na vzdialenosť 15 000 km. Čína nasadila novú jadrovú zbraň, nedá sa zastaviť
- Najlepší film roka dorazil online. Na ČSFD má neuveriteľných 91 %
- Čína prekonala rekord západných vedcov. Vo vesmíre dosiahli niečo, čo sa ešte nikomu nepodarilo
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Obľúbený nápoj Slovákov má problémy. Značka s 90-ročnou históriou zatvára závod
PREMIUMVolvo má stratu 504 miliónov eur a 2 500 výpovedí: Nový závod pri Košiciach odhalil plán pre Slovensko

Desiatky predavačiek zostali bez výplat: Obchodná sieť na Slovensku zatvorila 8 predajní, vedenie mlčí

Štát môže ušetriť až 7,3 miliardy eur. Odborníci ukázali, ako by Slováci mohli platiť nižšie dane



