일반적으로 물체를 측정하려면 어떤 방식으로든 물체와 상호 작용해야 합니다. 밀거나 때리거나 음파의 에코 또는 빛의 흐름이 필요합니다. 요컨대, 물체와의 상호 작용 없이 물체를 보는 것은 거의 불가능합니다. 그러나 모든 규칙에는 예외가 있으며 세상에 존재합니다. 양자 물리학.
핀란드 알토 대학(Aalto University)의 연구원들은 광파를 흡수하고 재방사하지 않고 마이크로파 펄스를 "보는" 방법을 제안합니다. 매개체 입자의 간섭 없이 물체를 관찰할 때 상호 작용이 없는 특수 측정의 예입니다.
"만지지 않고 본다"는 기본 개념은 새로운 것이 아닙니다. 물리학자들은 정확하게 정렬된 광파를 서로 다른 경로로 분할하고 경로를 비교함으로써 입자처럼 행동하지 않고 공간을 탐색하기 위해 빛의 파동과 같은 특성을 사용할 수 있음을 입증했습니다.
연구팀은 레이저와 거울 대신 마이크로웨이브와 반도체를 이용했는데 이는 별개의 성과다. 설치는 소위 트랜스몬 펄스를 만드는 전자파를 감지하는 장치. 양자 표준에 따라 상대적으로 크지만 이러한 장치는 초전도 회로를 사용하여 여러 수준에서 개별 입자의 양자 동작을 모방합니다.
"상호작용 없는 측정은 광자의 비가역적 흡수 없이 빛에 민감한 물체의 존재를 결정하는 근본적인 양자 효과입니다." "여기서 우리는 상호 작용 없는 일관된 감지의 개념을 제안하고 단계 초전도 트랜스몬 회로를 사용하여 이를 실험적으로 시연합니다."
팀은 복잡한 계획을 성공적으로 수행하기 위해 특수 시스템(슈뢰딩거의 유명한 고양이와 같이 물체가 동시에 두 가지 다른 상태를 점유하는 능력)에 의해 생성된 양자 일관성에 의존했습니다. Aalto University의 과학자들은 "우리는 초전도 장치에 사용할 수 있는 다양한 실험 도구에 개념을 적용해야 했습니다."라고 말했습니다. - 이로 인해 상호 작용 없이 표준 프로토콜을 근본적으로 변경해야 했습니다. 우리는 더 높은 에너지 레벨을 사용하여 또 다른 양자 레이어를 추가했습니다. 트랜스몬".
팀이 수행한 실험은 결과를 뒷받침하는 이론적 모델에 의해 뒷받침되었습니다. 이것은 과학자들이 양자 이점이라고 부르는 것의 한 예입니다. 즉, 양자 장치가 기존 장치로 가능한 것 이상을 수행할 수 있는 능력입니다.
양자물리학에서 물건을 만지는 것은 때때로 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 따라서 작업에 최대 정확도가 필요한 경우 다음 대체 측정 방법이 유용할 수 있습니다. 이 제도를 적용할 수 있는 분야는 다음과 같습니다. 양자 컴퓨팅, 광학 이미징, 노이즈 감지 및 암호화 키 배포. 각각의 경우 관련 시스템의 효율성이 크게 증가합니다.
"양자 컴퓨팅에서 우리의 방법은 특정 메모리 요소에서 마이크로파 광자 상태를 진단하는 데 사용될 수 있습니다."라고 과학자들은 말합니다. "이것은 양자 프로세서의 기능을 방해하지 않고 정보를 추출하는 매우 효율적인 방법으로 볼 수 있습니다."
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