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

NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope is expected to discover around 100000 previously unknown exoplanets. This would mark a major increase from the nearly 6300 worlds identified so far. The mission will survey distant regions of the Milky Way using transit and microlensing methods.

Rapporterad av AI

Researchers have demonstrated that quantum computers can enhance generative Artificial Intelligence models for drug discovery. The work focused on generating new peptides and was completed as a side project using leftover resources.

Astronomers using the Euclid space telescope have identified 31 of the oldest known quasars, including the two earliest ever detected. These objects date to when the universe was only about 670 million years old.

Denna webbplats använder cookies

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