Kvantová mechanika dokáže laserové technológie posunúť na novú úroveň: Je to len „vrchol ľadovca“, tvrdia vedci.
Výskumníci predstavili kvantovú laserovú technológiu, ktorá môže priniesť revolúciu v množstve rozličných sfér. Takto funguje.
Laserové komunikačné a iné technológie môžu fungovať horšie, ak sú poveternostné podmienky nepriaznivé, ak je napríklad hmla, teplotné extrémy alebo komunikácia prebieha na dlhú vzdialenosť.
Výskumníci z Washington University in St. Louis ale vo svojej novej štúdii predstavili kvantové riešenie, ktoré by mohlo pomôcť laserovej komunikácii dosiahnuť vyššiu efektivitu v horších prostrediach. Tým riešením je technológia kvantového laseru, ktorá dostala grant od americkej Agentúry pre výskum pokročilých obranných projektov (DARPA).
Silnejšie lasery a lepšia komunikácia (a nielen to)
Táto technológia sa zakladá na mimoriadne jemne kontrolovaných pároch častíc svetla, s pomocou ktorých možno generovať mimoriadne silný a koncentrovaný laserový lúč. Tento laser využíva princípy kvantovej fyziky na spojenie dvoch fotónov dokopy, čím sa zvyšuje energia a efektivita laseru.
Fotóny predstavujú kvantovú zložku svetla. Ide o častice, ktoré sa pohybujú mimoriadne rýchlo a nenesú žiaden náboj. Je preto náročné dosiahnuť to, aby medzi sebou interagovali. Nová štúdia však našla spôsob, ktorý “zlepí” dva fotóny odlišnej farby k sebe s pomocou kvantovej mechaniky. Táto technológia môže podľa názoru autorov štúdie priniesť revolúciu vo sfére komunikačných a zobrazovacích technológií.
“Fotóny kódujú informáciu počas toho ako cestujú. Prechádzanie atmosférou ich ale veľmi poškodzuje. Keď však dva fotóny cestujú naprieč atmosférou zlepené, môžu sa lepšie chrániť, hoci atmosféra je pre ne rovnako poškodzujúca. Dokážeme ale lepšie zachovať nejakú informáciu,” vysvetlil Jung-Tsung Shen
Ďalšou výhodou predstavuje jav, ktorý sa nazýva kvantové previazanie. Ide o jav, kedy sú dve častice spojené spôsobom, že akákoľvek zmena na jednej častici sa okamžite prejaví na druhej častici, a to aj bez ohľadu na vzdialenosť. Vďaka kvantovému previazaniu môžu vedci spojený pár fotónov prispôsobiť buď atmosfére Zeme alebo hmle.
Neprehliadni
Technológiu označujú ako vrchol ľadovca
Výskumníci priznávajú, že cez kvantové previazanie môžu fotóny robiť obrovské množstvo vecí, o ktorých zatiaľ môžeme len snívať. Prispôsobenie fotónov podmienkam planéty je podľa Shenových slov len “vrchol ľadovca”.
Shen a jeho laboratórium už v minulosti dostali dotácie na vývoj technológie na hĺbkové vyšetrenia mozgu. Výskumníci dokážu implantovať fluorescenčné molekuly do mozgu a následne použiť fotóny na to, aby ich vzrušili. Fotóny následne dokážu zbierať informácie o štruktúre mozgu.
Výskumníci majú pred sebou obrovské množstvo ciest, ktorými sa môžu pri vývoji technológie vydať. Momentálne skúmajú možné aplikácie v telekomunikačnej sfére a vo sfére kvantových počítačov. Popri tom však sledujú aj ďalšie možnosti. Jednou z najsilnejších stránok projektu je duálne zameranie sa na vytváranie kvantovo previazaných fotónov a zároveň vytváranie teoretického lešenia a pokročilých algoritmov, ktoré by vedcom dovolili tieto previazané páry efektívne zachytávať. Ruku v ruke tieto dva faktory môžu viesť k revolúcií v zobrazovacích technológiách alebo komunikácií,
Komentáre