Физики из Института науки и техники Австрии с коллегами из США, Великобритании и Италии создали прототип радара, который использует квантовую запутанность для обнаружения объекта. Эта технология в будущем может найти применение в биомедицинских сканерах с ультранизким энергопотреблением.
Подробно о разработке рассказывается в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Исследователи представили технологию, называемую микроволновым квантовым освещением (от английского microwave quantum illumination) и основанную на запутанных фотонах. При квантовой запутанности две частицы остаются взаимосвязанными вне зависимости от того, насколько далеко они находятся друг от друга. Это позволяет радару работать даже в условиях сильного теплового шума, в которых классические системы часто неэффективны.
Ученые запутали фотоны при температуре на несколько тысячных градуса выше абсолютного нуля (−273,15 градуса Цельсия). Одна группа фотонов, называемых сигнальными, отправлялась к объекту, а над другой группой — холостыми фотонами — проводились измерения в условиях без помех и шума. Когда сигнальные фотоны отражаются от объекта, запутанность разрушается, но сохраняется корреляция, по которой можно определить наличие или отсутствие целевого объекта.
Испытание прототипа показало, что с его помощью можно обнаружить объект с низкой отражательной способностью при комнатной температуре. Квантовое освещение позволяет решить проблему низкой чувствительности радарных систем, которым трудно отличить излучение, отражаемое от объекта, от естественного фонового шума.