На страницах нашего сайта мы уже рассказывали нашим читателям о технологии обнаружения, в которой используются принципы квантовой механики, о так называемом квантовом радаре, против которого не поможет никакая из существующих стелс-технологий. Некоторых успехов в этом направлении добились в свое время группы китайских и американских ученых. А совсем недавно, группа физиков из австрийского института Науки и техники (Institute of Science and Technology Austria, IST Austria) так же объявила о создании и успешных испытаниях собственного образца квантового радара, использующего в своей работе явление квантовой запутанности.
Напомним нашим читателям, что квантовая запутанность – это физическое явление, посредством которого две частицы становятся взаимосвязанными. И изменение квантового состояния любой из частицы запутанной пары тут же отражается на состоянии второй частицы, невзирая на разделяющее их расстояние, которое может быть сколь угодно большим.
В квантовом радаре, разработанном учеными из IST Austria совместно с коллегами из Массачусетского технологического института (MIT), Йоркского университета, Великобритания и университета Камерино, Италия, использован метод так называемого микроволнового квантового освещения, в котором вместо обычных фотонов света используются фотоны (кванты) микроволнового излучения.
Принцип работы нового квантового радара не сильно отличается от принципов работы других подобных устройств. В устройстве создаются две группы запутанных микроволновых фотонов, одну из которых называют сигнальной группой, а вторую – опорной. Фотоны сигнальной группы отсылаются в сторону обнаруживаемого объекта, а фотоны опорной группы помещаются в среду, изолированную от шумов и лишенную интерференции.
Когда сигнальные фотоны достигают объекта обнаружения и отражаются от его поверхности, большая часть их запутанности разрушается, остается лишь небольшое в процентном отношении количество фотонов, сохранивших запутанность с фотонами опорной группы. И этого небольшого количества достаточно для определения образа, который описывает наличие или отсутствие объекта в исследуемой области пространства. И самым главным преимуществом такой технологии является то, что она совершенно не зависит от уровня шумов в окружающей среде и исследуемом пространстве.
К сожалению, новая технология не лишена некоторых недостатков. Пары запутанных микроволновых фотонов создаются в условиях очень низкой температуры, которая лишь на несколько тысячных долей градуса выше точки абсолютного нуля. Но, при помощи таких фотонов можно исследовать среду и обнаруживать объекты с очень малой отражающей способностью, находящиеся при нормальной комнатной температуре.
К своей дальнейшей работе ученые планируют привлечь высококвалифицированных инженеров-электриков и электронщиков, на плечи которых ляжет задача сделать так, чтобы новый квантовый радар уже можно было использовать в самых различных практических областях, начиная от биомедицины и заканчивая системами безопасности, используемыми в аэропортах и других общественных местах.