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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Открытие нового миллисекундного пульсара в шаровом скоплении Terzan 6 26.09.2024 Астрономы, используя телескоп Грин-Бэнк (GBT), совершили важное открытие, обнаружив новый миллисекундный пульсар в шаровом скоплении Terzan 6. Этот пульсар стал первым, зарегистрированным в данном скоплении, и, вероятно, связан с ним, что открывает новые горизонты для изучения подобных астрономических объектов. Пульсары представляют собой нейтронные звезды, которые вращаются с огромной скоростью и излучают пучки электромагнитного излучения. Особый интерес вызывают миллисекундные пульсары (MSP) - это пульсары, период вращения которых составляет менее 30 миллисекунд. По современным представлениям, они образуются в двойных системах. В процессе эволюции сначала массивная звезда превращается в нейтронную, а затем ее раскручивают силы аккреции, когда материал с компаньона постепенно передается на нейтронную звезду. Шаровое скопление Terzan 6, расположенное примерно в 21 800 световых годах от Земли, давно известно астрономам. Это скопление, насыщенное металлами и с разрушенным ядром, стало объектом наблюдений по причине высокой вероятности наличия пульсаров. Хотя скопление было известно десятилетиями, до недавнего времени в нем не удавалось обнаружить ни одного пульсара. Однако частые звездные взаимодействия в его пределах указывали на возможность существования множества таких объектов. Команда астрономов под руководством Ши-Цзе Гао из Нанкинского университета в Китае впервые зарегистрировала миллисекундный пульсар в Terzan 6, получивший обозначение PSR J1751-3116A. Этот пульсар был обнаружен в ходе целенаправленного поиска с помощью GBT в частотном диапазоне 4-8 ГГц (C-диапазон). Его период вращения составляет около 5,33 миллисекунды, а дисперсия, измеренная при наблюдении, равна примерно 383,08 пк/см?. Эти данные указывают на высокую вероятность связи пульсара с шаровым скоплением Terzan 6. В ходе дальнейшего анализа ученые выяснили, что плотность потока PSR J1751-3116A на частоте 6,0 ГГц составляет около 3,0 мкДж. Используя спектральный индекс 1,4, исследователи подсчитали, что на частоте 1,44 ГГц плотность потока пульсара увеличивается до 23 мкДж, что является важной характеристикой его радиоизлучения. Особенностью PSR J1751-3116A является его изолированное положение, что согласуется с данными о Terzan 6 как скоплении с коллапсом ядра. Предполагается, что этот пульсар образовался в результате динамических взаимодействий, характерных для звездных систем в шаровых скоплениях. Это добавляет ценную информацию для понимания процессов образования пульсаров в таких структурах. Исследователи уверены, что PSR J1751-3116A - это лишь начало. Современные радиотелескопы, такие как GBT и MeerKAT, с их высокой чувствительностью, обещают дальнейшие открытия в Terzan 6. Ученые предполагают, что подобные проекты, как исследовательская программа TRAPUM на базе MeerKAT, позволят обнаружить новые пульсары в этом и других шаровых скоплениях. В итоге, это открытие не только подтверждает наличие миллисекундных пульсаров в Terzan 6, но и расширяет наши представления о звездной эволюции в подобных скоплениях. Подобные исследования помогут лучше понять, как взаимодействия в густонаселенных звездных системах могут влиять на формирование нейтронных звезд и пульсаров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025