Исследователи из Сиднейского университета представили новое исследование, которое демонстрирует, как можно преодолеть ограничения, установленные принципом неопределенности Гейзенберга. Их выводы открывают перспективы для развития квантовых технологий, включая квантовые компьютеры и средства коммуникации, что способно радикально изменить вычислительные процессы и безопасность данных. Работа была опубликована в журнале Science Advances.
Принцип неопределенности Гейзенберга, разработанный в 1927 году немецким физиком-теоретиком и лауреатом Нобелевской премии 1932 года, утверждает, что невозможно одновременно с абсолютной точностью определить два параметра частицы, например, ее координату и скорость – повышение точности одного параметра неизбежно приводит к увеличению погрешности другого.
Тем не менее, квантовая физика с ее особенными свойствами предоставляет возможность обойти эти ограничения. Вместо прямого измерения обоих параметров исследователи измеряют другие величины, связанные с ними, но не нарушающие принцип неопределенности. Такие величины называются «модульными наблюдаемыми». Они связаны с положением и импульсом, и их можно измерять одновременно с высокой степенью точности.
В рамках этого исследования применялся специальный квантовый метод с использованием ионов, который позволил ученым одновременно и точно измерить положение и импульс объекта, применяя новый подход, обходящий ограничения традиционной физики.
Итоги данного исследования имеют большую актуальность для будущих квантовых сенсоров. Такие сенсоры могут стать основой квантовых компьютеров, которые смогут выполнять задачи гораздо быстрее и эффективнее, чем современные аналоги. К примеру, квантовые сенсоры найдут применение в медицине для точной диагностики, в геофизике при изучении земной коры, а также в сфере безопасности при создании защищенных коммуникационных систем.
Подобные исследования демонстрируют, что квантовые технологии могут значительно повысить точность измерений, что в свою очередь приведет к возникновению новых технологий в областях квантовых вычислений, связи и безопасности.
Физики продолжают усердно работать над тем, чтобы сделать квантовые системы более устойчивыми и долговечными, что поможет создавать квантовые сенсоры, способные эффективно функционировать в реальных условиях, где традиционные методы измерений оказываются недостаточными.
Дальнейшие исследования в этой области будут способствовать разработке еще более совершенных квантовых систем, которые помогут глубже понять фундаментальные принципы устройства мира.
Международная команда физиков опубликовала в журнале Physical Review Letters (PRL) работу, содержащую наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства того, что черные дыры ведут себя строго в соответствии с общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, а ключевые гипотезы Стивена Хокинга о природе этих объектов подтверждаются.