Новые горизонты в астрономии: квантовые методы создали четкие изображения Космоса

Астрономы рассматривают передовые квантовые технологии для повышения разрешающей способности телескопов. Подход предполагает объединение света от телескопов, разделенных сотнями километров, для выявления деталей удаленных астрономических объектов.

фото: freepik.com

В области оптической и инфракрасной астрономии ученые рассматривают возможность синергии между традиционными телескопическими методами и квантовыми технологиями. Во время недавней встречи в научно-исследовательском центре США NOIRLab обсуждалась инициатива, возглавляемая группой астрономов, которая могла бы революционизировать способность наблюдать удаленные небесные объекты.

Рассматриваемый метод будет использовать квантовую память, способную сохранять тонкие квантовые состояния фотонов на значительных расстояниях для получения высокодетализированных изображений. В то время, как современные оптические интерферометры с трудом преодолевают расстояние в несколько сотен метров, использование квантовых накопителей и сетей может расширить эту возможность до сотен километров.

Астрономы потенциально могли бы извлекать описательные детали об экзопланетах, визуализируя такие явления, как атмосферы, сезонные колебания и даже признаки обитаемости. Аналогичным образом, этот метод мог бы предложить более тщательное изучение эзотерических областей вокруг сверхмассивных черных дыр.

Новой альтернативой хранению и объединению состояний фотонов является использование квантовой запутанности – явления, которое может показаться продуктом научной фантастики, но является краеугольным камнем квантовой механики. Связывая состояния фотонов между удаленными телескопами, исследователи могли бы сопоставимо обрабатывать информацию, как если бы они физически находились в одном и том же месте.

Дискуссии между астрономами и квантовыми экспертами направлены на то, чтобы расширить истории успеха лаборатории до астрономических масштабов, с амбициями создания демонстрационного проекта, потенциально предвещающего новую эру астрономических наблюдений, основанную на квантах, к 2030-м годам. Эти достижения обещают скачок в понимании космоса, подготавливая почву для открытий, которые когда-то казались за пределами видимости.

Несмотря на заманчивые перспективы телескопических сетей с квантовым расширением, остаются значительные проблемы. Современные технологии квантового хранения данных имеют ограничения, которые необходимо устранить, а долговечность квантовых устройств в различных условиях окружающей среды создает дополнительные препятствия. Инновации в области надежности и емкости квантовых систем хранения данных будут необходимы для перехода от лабораторных экспериментов к реальным астрономическим приложениям.

Источник