Вчені за крок від створення колосальних за розміром телескопів

Нещодавно група дослідників з Гарварда опублікувала роботу, яка вказує на те, що одна зі складних теорій квантової фізики може бути використана для створення величезних телескопів з високою роздільною здатністю.
Астрономи майбутнього будуть бачити віддалені райони нашого всесвіту за допомогою «магії» квантової телепортації.

Квантова телепортація – це передача квантового стану на відстань за допомогою роз’єднаної у просторі зчепленої (заплутаної) пари й класичного каналу зв’язку, при яому стан руйнується в точці відправлення при проведенні вимірювання, після чого відтворюється в точці прийому. Іншими словами, усе, що відбувається з однією часткою із «заплутаної» пари, те ж відбувається і з іншою, навіть якщо вона знаходиться на іншому краю Всесвіту. Детальніше про квантову телепортацію ми вже писали.

Завдяки цій технології людство отримає можливість виготовляти дійсно великі телескопи. Адже на сьогоднішній день найбільшим телескопом буде E-ELT (Extremely Large Telescope – Екстремально Великий Телескоп), телескоп Європейської Південної Обсерваторії ESO з діаметром дзеркала 40 метрів. Його планують запустити у 2022 році. Попередня вартість проекту – мільярд євро.

Основна проблема при будівництві великих телескопів – це неможливість виготовити одне велике дзеркало. Щоправда, учені знайшли вихід з цієї ситуації, і замість одного великого дзеркала є кілька масивів з дрібніших дзеркал.

І це великий мінус, оскільки масиви породжують шуми, які забивають зображення досліджуваних ділянок неба. При цьому розвиток технологій, це той максимум, на який здатні вчені.

От саме квантова заплутаність могла б вирішити багато проблем вчених, але навіть незважаючи на нещодавні прориви в цій області, нашого розуміння квантових обчислень як виду поки недостатньо для здійснення таких стрибків у квантовій техніці. Величезна кількість залучених фотонів досягає воістину астрономічних масштабів.

Але що, якщо б був спосіб скоротити кількість заплутаних фотонів до практичнішого числа? А це саме те, що зробила команда Гарварда. В основному їх робота показує, що, використовуючи феномен, званий «квантовою пам’яттю», можна отримати кількість заплутаних фотонів, необхідних для функціонування телескопа майбутнього.

За словами дослідників, необхідна швидкість розподілу заплутаності зменшується на кілька порядків, що відкриває реальні перспективи для використання короткострокових квантових мереж для зображень з високою роздільною здатністю.

Для початку команда пропонує створити масив телескопів на площі близько 30 км, що в 100 разів більше існуючого на сьогоднішній день.

І оскільки робота команди Гарварда в самому розпалі, і від них надходить інформація про подальші розробки, а удосконалення в області квантового обчислювального обладнання тривають, то тепер майже напевно оптика телескопа стане більшою за розміром з вищою роздільною здатністю, і при цьому будуть потрібні менш дорогі матеріали . У кінцевому підсумку це означає, що витрати на виробництво великих телескопів повинні знизитися, що буде мати велике значення для відкриття квантової ери астрономії.

Цілком можливо, що одного дня у нас будуть телескопи розміром з планету, що рухаються по всій нашій Галактиці, захоплюючи зображення планет, які народжуються та вмираючих зірок, чорних дір. І ми відкриємо найтемніші куточки нашого Всесвіту, завдяки тому, що зможемо телепортувати зображення з будь-якої її точки. І все завдяки квантовій фізиці.