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

A new analysis indicates that two key quantum computing algorithms for chemistry problems have limited practical use, even with advancing hardware. Researchers suggest that calculating molecular energy levels may not justify the technology's investment as hoped. This challenges the view of quantum chemistry as a major application for quantum computers.

Rapporterad av AI

Researchers at the SETI Institute suggest that solar wind and plasma from stars could distort radio signals from distant intelligent life, making them harder to detect. This means past searches may have overlooked potential evidence by focusing on narrowband signals. Adjusting detection methods could improve future chances of discovery.

Two recent studies indicate quantum computers could crack elliptic curve cryptography—securing banks, internet traffic, and cryptocurrencies like Bitcoin—with far fewer qubits than previously estimated: around 10,000-30,000 for one approach or 500,000 for another. Researchers highlight rapid hardware progress, urging a shift to post-quantum standards.

Rapporterad av AI

Researchers from Kyoto University and Hiroshima University have created a new technique to identify W states, a complex form of quantum entanglement. The advance could support progress in quantum computing and communication.

Astronomers using the James Webb Space Telescope have detected thick water ice clouds on Epsilon Indi Ab, a cold gas giant resembling Jupiter. The finding, led by researchers at the Max Planck Institute for Astronomy, reveals less ammonia than expected in the planet's atmosphere. This challenges existing models and advances techniques for studying distant worlds.

Denna webbplats använder cookies

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