Квантовые голограммы с исчезающими сообщениями

08.09.2024

Современные технологии защиты информации постоянно развиваются, предлагая новые и более сложные методы шифрования и передачи данных. Одним из последних прорывов в этой области стало открытие физиков из Эксетерского университета в Великобритании, которые предложили революционный способ создания квантовых голограмм с исчезающими сообщениями. Эта технология обещает не только повысить уровень безопасности передачи данных, но и открыть новые возможности в квантовой криптографии и визуализации.

Основой новой технологии являются квантовые световые сигналы, которые по своей природе обладают уникальными защитными свойствами. Попытка перехвата таких сигналов автоматически разрушает их квантовые состояния, что делает их практически неуязвимыми для несанкционированного доступа. Чтобы использовать эти свойства без применения громоздкого оборудования, ученые разработали особую метаповерхность - двумерный материал с уникальными свойствами, который позволяет создавать квантовые голограммы.

Голограммы, по своей сути, представляют собой сложные изображения, закодированные таким образом, что их можно восстановить при определенном освещении. В случае квантовых голограмм, информация закодирована в квантовое состояние фотонов - частиц света. Ученые использовали лазер для генерации пар фотонов, связанных квантовой запутанностью, что означает, что изменения состояния одного фотона мгновенно влияют на состояние другого, даже если они находятся на расстоянии друг от друга.

В эксперименте один из фотонов проходил через метаповерхность, где его квантовое состояние изменялось заранее запрограммированным образом, кодируя голографическое изображение. Другой фотон сталкивался с поляризационным фильтром, который управлял видимостью различных частей голограммы. Например, при прохождении света через фильтр буква "H" могла исчезнуть с изображения, сохраняя другие элементы.

Особенность этой технологии заключается в том, что состояние первого фотона представляло собой суперпозицию множества возможных голограмм, каждая из которых содержала разные вариации сообщения. Это означало, что окончательный вид голограммы зависел от состояния второго фотона, который взаимодействовал с фильтром. Таким образом, квантовая запутанность позволяла избирательно контролировать, какие части голограммы будут видны, а какие исчезнут.

Перспективы применения квантовых голограмм выходят далеко за рамки простого шифрования сообщений. Исследователи полагают, что метаповерхности можно использовать для кодирования более сложной информации, что открывает новые возможности в области квантовой криптографии. Кроме того, такие голограммы могут применяться для высокоточной визуализации микро- и наноструктур в медицине и биологии.

Квантовые голограммы с исчезающими сообщениями представляют собой значительный шаг вперед в технологии защиты данных и визуализации. Они не только предлагают новый уровень безопасности, но и создают основу для будущих исследований в квантовой физике и смежных областях, открывая новые горизонты в понимании и применении квантовых явлений.

<< Назад: Мужчины вредят природе больше женщин 08.09.2024

>> Вперед: Генетика узоров на крыльях бабочек 07.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Создана самая сложная карта мозга насекомых 12.03.2023 Исследователи понимают строение мозга и достаточно подробно его картографируют, но все еще не знают, как именно он обрабатывает данные - для этого требуется подробная "схема" мозга. Сейчас ученые создали такую карту для личинки плодовой мушки. Она называется коннектом и отражает 3016 нейронов и 548 тыс. синапсов насекомого, сообщает Neuroscience News. Карта поможет исследователям лучше понять, как мозг насекомых и животных контролирует поведение, обучение, функции организма и т.д. Эта работа может даже вдохновить на усовершенствование сетей искусственного интеллекта. "До этого момента мы не видели структуру ни мозга, кроме круглого червя C. elegans, головастики низкохордовых и личинки морской анелиды, которые имеют несколько сотен нейронов, - сказала профессор Марта Златик из Лаборатории молекулярной биологии MRC. - Это значит, что нейронаука в большинстве своем работала без схем. Не зная структуры мозга, мы догадываемся о том, как производятся вычисления. Но теперь мы можем начать получать механистическое понимание того, как работает мозг". Чтобы создать карту, команда отсканировала тысячи срезов мозга личинки с помощью электронного микроскопа, а затем интегрировала их в подробную карту, отметив все нейронные связи. Далее они использовали вычислительные инструменты для определения вероятных путей информационных потоков и типов "схемных мотивов" в мозгу насекомого. Они даже заметили, что некоторые структурные особенности очень напоминают современную архитектуру глубокого обучения. Ученые создали подробные карты мозга плодовой мушки, которая гораздо сложнее личинки плодовой мушки. Однако эти карты не включают всех подробных связей, необходимых для получения подлинной схемы мозга. На следующем этапе команда будет исследовать структуры, используемые для поведенческих функций, таких как обучение и принятие решений, а также будет изучать активность коннектома при выполнении насекомых определенных действий. И хотя личинка плодовой мушки является простым насекомым, исследователи ожидают увидеть подобные закономерности и у других животных. "Так же как гены сохраняются во всем животном мире, я думаю, что основные мотивы цепей, которые реализуют эти фундаментальные модели поведения, также будут сохранены", - сказала Златик.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026