Kvantdatorer kan skärpa bilder av exoplaneter

Forskare föreslår att använda kvantdatorer för att förbättra bilder av avlägsna exoplaneter genom att bearbeta svaga ljussignaler effektivare. Metoden kombinerar diamantbaserade enheter och ultrakalla atomsystem för att extrahera tydligare detaljer från svaga fotonströmmar. Detta skulle kunna avslöja molekylära signaturer på dessa avlägsna världar.

Astronomer har identifierat tusentals exoplaneter utanför vårt solsystem, med uppskattningar som tyder på miljarder. Att studera dessa avlägsna världar är avgörande för sökandet efter utomjordiskt liv, men deras svaga ljussignaler, som ofta överskuggas av närliggande stjärnors, utgör betydande utmaningar. Johannes Borregaard från Harvard University, tillsammans med kollegor, föreslår att kvantdatorer skulle kunna revolutionera exoplanetbilder. Traditionella metoder kämpar med signaler så svaga som en foton per sekund av teleskopobservation – en svårighet som Borregaards NASA-samarbetspartners har framhållit. Genom att lagra de inkommande fotonernas kvanttillstånd skulle kvant-enheter kunna utnyttja deras inneboende egenskaper för att producera skarpare bilder, skilja planeter från stjärnors och till och med upptäcka molekylära fingeravtryck. Det föreslagna systemet börjar med en kvant-enhet tillverkad av konstruerade diamanter, som har testats för fotonlagring. Dessa tillstånd skulle sedan överföras till en andra enhet med ultrakalla atomer – en teknik som visar experimentellt löfte – för att köra algoritmer som genererar detaljerade bilder. Beräkningar visar att denna metod skulle kräva endast en bråkdel – hundradelar eller tusendelar – av de fotoner som konventionella tekniker behöver, och utmärka sig i låg ljussättning. Cosmo Lupo från Polytechnic University of Bari noterar: «Fotoner lyder kvantmekanikens regler. Därför är det naturligt och vettigt att undersöka kvantmetoder för att detektera och bearbeta ljus som kommer, exempelvis, från exoplaneter.» Han erkänner komplexiteten i att koppla enheterna och styra deras prestanda, men pekar på befintliga kvantapplikationer inom astronomi, som observation av en stjärna i Canis Minor-konstellationen. Borregaard håller med om att även om diamant- och ultrakall atomteknik utvecklas, är deras sammankoppling ett fokus för pågående forskning. Lupo är optimistisk och kallar arbetet «ett viktigt första steg» mot kvantdatorers inverkan på bildtagning och astronomi. Resultaten publiceras i PRX Quantum (DOI: 10.1103/s94k-929p).

Relaterade artiklar

En ny analys visar att två nyckelalgoritmer inom kvantberäkning för kemiproblem har begränsat praktiskt värde, även med avancerande hårdvara. Forskare menar att beräkning av molekylära energinivåer kanske inte rättfärdigar investeringarna i tekniken som hoppats. Detta utmanar synen på kvantkemi som en huvudapplikation för kvantdatorer.

Rapporterad av AI

Fysiker vid Texas A&M University utvecklar högsensitiva detektorer för att avslöja naturen hos mörk materia och mörk energi, som utgör 95% av universum. Under ledning av Dr. Rupak Mahapatra syftar dessa ansträngningar till att upptäcka sällsynta partikelinteraktioner som inträffar sällan. Arbetet, som omnämns i Applied Physics Letters, bygger på årtionden av forskning om kosmiska gåtor.

NASA:s rymdteleskop James Webb har observerat en ovanligt tjock dimma på exoplaneten Kepler-51d, som döljer dess atmosfäriska sammansättning. Denna superpuffplanet, som är en del av ett sällsynt system med låg densitet runt stjärnan Kepler-51, utmanar standardmodeller för planetbildning. Resultaten, som leddes av Penn State-forskare, publicerades den 16 mars i Astronomical Journal.

Rapporterad av AI

Ett team av forskare har utvecklat en ny metod för att manipulera kvantmaterial med exotoner, vilket kringgår behovet av intensiva lasrar. Detta tillvägagångssätt, lett av Okinawa Institute of Science and Technology och Stanford University, uppnår starka Floquet-effekter med betydligt mindre energi och minskar risken för materials skador. Resultaten, publicerade i Nature Physics, öppnar vägar till avancerade kvantiska enheter.

 

 

 

Denna webbplats använder cookies

Vi använder cookies för analys för att förbättra vår webbplats. Läs vår integritetspolicy för mer information.
Avböj