Созданы «путешествующие во времени» квантовые датчики

Этот уникальный подход открывает новые возможности для анализа прошлых событий и сложных систем.

Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, основывается на концепции квантовой запутанности, где свойства частиц скоррелированы независимо от расстояния между ними. Это позволяет использовать квантовые датчики для анализа прошлых событий, подобно отправке телескопа назад во времени.

С помощью нового квантового датчика ученые могут исследовать исторические события и сложные системы, открывая новые горизонты в области науки и технологий. Этот прорыв в квантовой физике может привести к революционным изменениям в способах изучения прошлого и прогнозирования будущего.

В мире квантовой физики начинается удивительный процесс с запутывания двух квантовых частиц в синглетном состоянии, где их спины строго противоположны. Это явление, известное как квантовая запутанность, позволяет частицам быть связанными независимо от расстояния между ними.

Неизвестно, в каком направлении направлены спины частиц, но измерение спина одной из них мгновенно определяет спин другой, даже если они находятся на противоположных концах Вселенной. Это явление вызывает ученых глубокий интерес и возможно изменит наше представление о времени и пространстве.

Математически это явление можно представить как одну частицу, перемещающуюся во времени и пространстве, при этом приобретая противоположный спин и становясь другой частицей. Это удивительное свойство квантовой запутанности открывает новые горизонты для понимания фундаментальных законов Вселенной и возможностей временных петель.

Таким образом, U-образная времениподобная кривая, описывающая этот процесс, становится не только математическим абстракцией, но и ключом к пониманию тайн квантовой механики и ее влияния на структуру реальности.

В мире квантовой физики, одиночная частица со спином играет роль простого датчика для измерения магнитного поля, поскольку воздействие поля влияет на направление спина. Этот процесс измерения не всегда дает точный результат из-за вероятности, которая составляет одну треть. Перед началом эксперимента физики проводят подготовительное измерение спина, чтобы установить его направление вдоль оси x, y или z, что называется приготовлением спина. Однако, если спин окажется параллельным или антипараллельным магнитному полю, результат измерения будет неопределенным.

Важно отметить, что квантовая механика представляет собой удивительный мир, где вероятности и случайности играют ключевую роль. Спин частицы, будучи своего рода внутренним свойством, может быть изменен воздействием внешних полей, что делает его ценным инструментом для изучения окружающей среды. Понимание поведения спина открывает новые горизонты в исследовании фундаментальных законов природы.

Таким образом, хотя измерение спина частицы может быть непредсказуемым в некоторых случаях, его использование в квантовой физике является неоценимым для раскрытия тайн микромира и углубления наших знаний о строении материи. Это напоминает нам о том, насколько удивительным и сложным может быть мир на самом малом уровне.

Экспериментаторы смогли разработать новый квантовый датчик, который позволяет ретроспективно определить оптимальное направление для спина. Одна из частиц в синглетном состоянии выступает в роли зонда, который подвергается воздействию магнитного поля. Затем ученые измеряют спин другой частицы, которая является вспомогательным кубитом. Этот подход позволяет "перемотать время" и изменить направление спина на противоположное после воздействия магнитным полем.

Используя этот метод, исследователи могут точно определить, какое направление спина зонда было до воздействия поля. Это открывает новые возможности для изучения квантовых явлений и их взаимодействия с окружающей средой. Такой подход также может быть полезен для развития новых технологий в области квантовой информатики и квантовых вычислений.

Таким образом, новый квантовый датчик представляет собой инновационный инструмент, который расширяет наши возможности в изучении и контроле квантовых систем.

Ученые проводят измерение фактического направления спина зонда, которое уже подверглось воздействию поля. При этом, если синглетное состояние частиц формирует замкнутую временную петлю из двух U-образных кривых, то исследователи, последовательно измеряя вспомогательный кубит и зонд, могут точно подготовить спин для обеспечения 100% успешного измерения.

Этот метод имеет огромный потенциал в различных областях науки и технологий. Он может быть использован не только для изучения квантовых состояний частиц, но и для создания новых методов обнаружения астрономических явлений и изучения магнитных полей с высокой точностью.

Авторы отмечают, что разработанные на основе этого принципа датчики могут стать ключевым инструментом в исследованиях, требующих высокой точности и надежности в измерениях.

Источник и фото - lenta.ru