Создан первый квантовый микроскоп на запутанных фотонах

Современные микроскопы хоть и могут увеличивать изображения во много раз, но иногда ученым даже их мощности бывает недостаточно. Но для преодоления ограничений современных микроскопов ученые из университета Хоккайдо и университета Осаки, Япония, разработали первый квантовый микроскоп, который использует запутанные фотоны для придания большей контрастности изображению.

Новый метод является дополнение оптической микроскопии, в которой изображение формируется за счет интерференции пучков света, проходящих через объект. Однако в обычном методе контрастность изображения ограничена принципом неопределенности Гейзенберга. В новом методе используются запутанные частицы, за счет этого можно преодолеть данное ограничение. Когда один фотон поражает интересующий участок поверхности, второй может быть уловлен датчиком микроскопа. Так использование пары запутанных частиц может дать больше полезной информации, чем два независимых фотона.

Отличие запутанных фотонов заключается в том, что любые изменения в состоянии одного фотона сразу сказываются на состоянии второго. Благодаря этому явлению, ученым удалось повысить значение соотношения сигнал/шум в 1,35 раза, по сравнению с возможностями микроскопов, ограниченными физическими законами, сообщает popsci.com.

Для демонстрации возможностей нового квантового микроскопа ученые сделали снимок буквы Q, выгравированной на поверхности тонкой стеклянной пластины. Высота рельефа составляла всего 17 нанометров. На изображении слева находится фотография буквы, сделанная с помощью нового квантового микроскопа с запутанными частицами, а справа при помощи стандартной технологии.

Разница очевидна.