На 20% швидше за звичайні: вчені створили робочий квантовий радар і розкрили, як він працює

Група французьких дослідників з Ecole Normale Supérieure de Lyon, розробили квантовий радар, який значно перевершує за своїми можливостями будь-який з існуючих звичайних класичних радарів, повідомляє Phis.org. У своїй науковій статті дослідники стверджують, що їхня система одночасно вимірює стан заплутаного зонда і стан холостого мікрохвильового фотона, що виникають, коли цей зонд відбивається від цільових об'єктів, зливаючись із тепловим шумом.

Вчені вже кілька років у своїх минулих дослідженнях намагалися розробити квантові радари, які перевершували б звичайні радари. Цю квантову перевагу зрештою було реалізовано за допомогою оптичних систем, але створити повноцінну модель вдалося тільки за допомогою мікрохвильового випромінювання.

"Наш радар генерує квантову заплутаність між мікрохвильовим резонатором і сигналом, що випромінюється в напрямку цілі, прихованої великою кількістю мікрохвильового шуму, наприклад, в атмосфері", — пояснює один із науковців Бенджамін Хуард. "Якщо ціль справді існує, вона відображатиме крихітну частину сигналу разом із великою кількістю шуму. Потім наш пристрій об'єднує цю частину цікавого сигналу з полем, що зберігається в резонаторі, таким чином, що продукує більше або менше фотонів залежно від того, існує ціль чи ні. Нарешті, вбудований мікрохвильовий лічильник фотонів досліджує ці фотони", — каже вчений.

Минулі дослідження показали, що квантові кореляції можуть прискорити виявлення об'єктів до чотирьох разів у сценаріях з порівнянною потужністю сигналу і шумом цілі. У початкових оцінках мікрохвильовий квантовий радар, розроблений дослідниками, прискорив виявлення радарів на 20% порівняно з класичними радарами.

Група дослідників впевнена, що їм вдалося зробити великий внесок у поточні зусилля, спрямовані на поліпшення характеристик технології квантових радарів. У майбутньому підхід, що лежить в основі його функціонування, може надихнути на розробку аналогічних мікрохвильових квантових радарів, які забезпечать ще більшу квантову перевагу.

"Тепер ми можемо краще зрозуміти, як виконувати мікрохвильове зондування з використанням квантових ресурсів, наприклад, у контексті електронного спінового резонансу або дослідження аксіонів", — каже Бенджамін Хуард.

Раніше Фокус розповідав, що найточніший у світі квантовий комп'ютер на підході. Особливі "квазічастинки" під назвою еніони зможуть передавати й обробляти інформацію, не руйнуючись від найменшого впливу навколишнього середовища, вважають фізики.