Ученые в шаге от создания колоссальных по размеру телескопов

Недавно группа исследователей из Гарварда опубликовала работу, указывающую на то, что одна из сложных теорий квантовой физики может быть использована для создания огромных телескопов с высоким разрешением. Астрономы будущего будут видеть отдаленные районы нашей вселенной при помощи «магии» квантовой телепортации.

Квантовая телепортация — это передача квантового состояния на расстояние при помощи разъединённой в пространстве сцепленной (запутанной) пары и классического канала связи, при которой состояние разрушается в точке отправления при проведении измерения, после чего воссоздаётся в точке приёма. Другими словами, все, что происходит с одной частицей из «запутанной» пары, то же происходит и с другой, даже если она находится на другом краю Вселенной. Более детально о квантовой телепортации мы уже писали.

Благодаря данной технологии человечество получит возможность изготавливать действительно большие телескопы. Ведь на сегодняшний день самым крупным телескопом будет E-ELT (Extremely Large Telescope – Экстремально Большой Телескоп), телескоп Европейской Южной Обсерватории ESO с диаметром зеркала 40 метров. Его планируют запустить в 2022 году. Предварительная стоимость проекта — миллиард евро.

Основная проблема при строительстве больших телескопов – это невозможность изготовить одно большое зеркало. Правда, ученые нашли выход из этой ситуации, и вместо одного большого зеркала имеется несколько массивов из более мелких зеркал. И это большой минус, так как массивы порождают шумы, которые забивают изображение исследуемых участков неба. При данном развитии технологий, это тот максимум, на который способны ученые.

Вот как раз квантовая запутанность могла бы решить многие проблемы ученых, но даже несмотря на недавние прорывы в этой области, нашего понимания квантовых вычислений как вида пока недостаточно для осуществления таких скачков в квантовой технике. Огромное количество вовлеченных фотонов достигает поистине астрономических масштабов.

Но что, если бы был способ сократить количество запутанных фотонов до более практического числа? А это именно то, что сделала команда Гарварда. В основном их работа показывает, что, используя феномен, называемый «квантовой памятью», можно получить количество запутанных фотонов, необходимых для функционирования телескопа будущего.

По словам исследователей, необходимая скорость распределения запутанности уменьшается на несколько порядков, что открывает реальные перспективы для использования краткосрочных квантовых сетей для изображений с высоким разрешением.

Для начала команда предлагает создать массив телескопов на площади около 30 км, что в 100 раз больше существующего на сегодняшний день.

И поскольку работа команды Гарварда в самом разгаре, и от них поступает информация о дальнейших разработках, а усовершенствования в области квантового вычислительного оборудования продолжаются, то теперь почти наверняка оптика телескопа станет более крупной по размеру с более высоким разрешением, и при этом потребуются менее дорогие материалы. В конечном итоге это означает, что затраты на производство больших телескопов должны снизиться, что будет иметь большое значение для открытия квантовой эры астрономии.

Вполне возможно, что в один прекрасный день у нас будут телескопы размером с планету, движущиеся по всей нашей Галактике, захватывающие изображения планет, рождающихся и умирающих звезд, черных дыр. И мы откроем самые темные уголки нашей Вселенной, благодаря тому, что сможем телепортировать изображение из любой ее точки. И все благодаря квантовой физике.