CENTRUM.CZ > Techzpravy.cz > dnes, 16:30

Vědci obešli přírodní zákony. Kvantové senzory měří víc, než by měly

3 min

Sdílet

Vědcům se podařilo vyvinout kvantový senzor, který dokáže přesně měřit polohu i hybnost částice zároveň – a to způsobem, jenž obchází omezení Heisenbergova principu neurčitosti. Tento přístup může změnit podobu navigace, fyzikálního výzkumu i kvantové technologie.

Vědci obešli přírodní zákony. Kvantové senzory měří víc, než by měly

Zdroj: agsandrew / Depositphotos

Termín „kvantový“ si získal oblibu v různých oborech a často se používá k popisu složitých pojmů. Ve vědě však označuje vnitřně složitý, ale dobře podložený jev: nemožnost současně přesně určit polohu a hybnost částice. Tento princip, známý jako Heisenbergův princip neurčitosti, je základním kamenem kvantové mechaniky.

Pro ilustraci tohoto principu můžeme použít metaforu mýdlové bubliny. Představte si, že se snažíte změřit teplotu extrémně křehké mýdlové bubliny. Bublina představuje naši kvantovou částici a akt měření její teploty je analogický kvantovému pozorování. Když se teploměr dotkne bubliny, aby změřil její teplotu (její polohu), porucha způsobená dotykem může způsobit, že bublina praskne nebo změní svůj pohyb, (změní svou hybnost nebo rychlost).

heisenberg's uncertainty principle says you can never know both the exact position and momentum of a particle at the same time. this is not about imperfect instruments, it is a fundamental limit of nature and it lies at the heart of quantum mechanics pic.twitter.com/4LMn3CSMI4
Mohlo by vás zajímat: Největší diamant světa už není sám. V Botswaně našli kámen, který mění vše

— φ (@QuanticASI) August 16, 2025

Akt měření tedy bublinu zničí nebo změní, což znamená, že nemůžeme přesně určit její polohu a hybnost zároveň. To není problém přístrojového vybavení, ale základní přírodní zákon na kvantové úrovni: měření jedné veličiny nevyhnutelně naruší jinou konjugovanou veličinu. Věda však postupuje kupředu a vědci nacházejí způsoby, jak toto omezení dané principem neurčitosti obejít.

Nedávná studie, publikovaná v časopise Science, otevřela nové možnosti vývoje ultrapřesných kvantových senzorů. Tyto senzory by mohly přinést revoluci v navigaci v prostředí, kde je GPS neúčinné, například v ponorkách, podzemních tunelech nebo při vesmírných misích. Mohly by také zlepšit zobrazovací schopnosti, monitorovat materiály a gravitační systémy a zkoumat základní fyzikální jevy.

„Podařilo se nám přesunout kvantovou neurčitost do oblastí, které nás nezajímají, což umožňuje přesnější měření důležitých detailů,“ vysvětluje vedoucí studie Tingrei Tan.

K vysvětlení svých zjištění použili fyzikové analogii s hodinami. Představte si hodinky se dvěma ručičkami: hodinovou a minutovou. Pokud mají hodinky pouze hodinovou ručičku, můžete přibližně určit, kolik je hodin, ale přesnost minut bude nízká. Pokud mají pouze minutovou ručičku, můžete minuty odečíst přesně, ale ztratíte kontext přesného času. Tato technika podle prohlášení obětuje část celkových informací ve prospěch přesnějších detailů.

„Použitím této strategie na kvantové systémy můžeme přesněji měřit změny polohy a hybnosti částice,“ dodává Christophe Valahu, spoluautor studie. „Vzdáme se globální informace, ale získáme citlivost pro detekci drobných změn.“

Tanův tým použil detekční protokol založený na vibračním pohybu uvězněného iontu, podobně jako kvantové kyvadlo. Iont připravili v mřížkových stavech, což je typ kvantového stavu vyvinutý pro kvantové počítače s opravou chyb. Tím prokázali, že polohu a hybnost lze měřit společně s přesností, která přesahuje standardní kvantový limit, což je maximum dosažitelné bez využití kvantových efektů.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

Ačkoli se tento průlom stále nachází v experimentální fázi, naznačuje nový rámec pro budoucí snímací technologie zaměřené na měření malých signálů. Spíše než aby nahradil stávající metody, doplňuje kvantové snímací technologie o další nástroj.

Zdroje článku: science.org, sydney.edu.au, www.techzpravy.cz

Reklama

DALŠÍ ČLÁNKY z Techzpravy.cz

Vybrali jsme pro vás MAGAZÍNY A ZAJÍMAVOSTI

Hokejisté Brna prohráli v prodloužení s Pardubicemi 1:2, ale dál vedou tabulku

Brněnská Drbna|

dnes, 20:20

2 min

Hokejisté Brna prohráli v prodloužení s Pardubicemi 1:2, ale dál vedou tabulku

Hokejisté Brna prohráli v 9. kole extraligy s Pardubicemi 1:2 v prodloužení. Reprízu finále uplynulého...

Devítigólová přestřelka vynesla tři body

Budějcká Drbna|

dnes, 20:18

3 min

Devítigólová přestřelka vynesla tři body

Českobudějovický Motor bere druhé vítězství v řadě. V nedělním utkání s Litvínovem Motor nejprve vedl, poté...

My máme z vlády Babiše s Okamurou a Konečnou strach, znělo "Staromákem"

Zprávy - Aktuálně.cz|

dnes, 20:14

My máme z vlády Babiše s Okamurou a Konečnou strach, znělo "Staromákem"

Aktuálně.cz se zeptalo řady účastníků provládní demonstrace Milionu chvilek pro demokracii, proč se obávají...

Debata na ČT pobavila diváky. Sládek všechny urážel, Cibulka chce popravčí čety a Klepetko by zasloužil placené volno

ReadZone|

dnes, 20:01

4 min

Debata na ČT pobavila diváky. Sládek všechny urážel, Cibulka chce popravčí čety a Klepetko by zasloužil placené volno

Diváci hodnotí předvolební debatu na ČT jako bizarní show. Sládek útočil, Cibulka mluvil o popravčích...

Red Bull řeší nebezpečnou klauzuli. Odchod Hornera může spustit lavinu

SportWin|

dnes, 19:58

1 min

Red Bull řeší nebezpečnou klauzuli. Odchod Hornera může spustit lavinu

Red Bull se rozloučil s Christianem Hornerem, ale obavy nekončí. Podle novináře Joea Sawarda obsahují...

Reklama

Tragická střelba v mormonském kostele v USA, pachatele policisté zneškodnili

Zprávy - Aktuálně.cz|

dnes, 19:48

Tragická střelba v mormonském kostele v USA, pachatele policisté zneškodnili

Čtyřicetiletý útočník je po smrti, policie ho zastřelila. Motiv muže zatím není známý.

Je lepší cvičit s podprsenkou, nebo bez ní: Pravda překvapí i zkušené sportovkyně

SportDeník|

dnes, 19:35

4 min

Je lepší cvičit s podprsenkou, nebo bez ní: Pravda překvapí i zkušené sportovkyně

Pohyb je nedílnou součástí zdravého životního stylu. U žen se však s každou aktivitou neodmyslitelně pojí...

Výborný Kváča dovedl Liberec k obratu a výhře na Spartě

Pražská Drbna|

dnes, 19:35

2 min

Výborný Kváča dovedl Liberec k obratu a výhře na Spartě

Hokejisté Sparty prohráli v 9. kole extraligy s Libercem 1:3 a ve třetím domácím utkání v sezoně si...

OpenAI spustila funkci, která o vás bude vědět vše

Techzpravy.cz|

dnes, 19:30

4 min

OpenAI spustila funkci, která o vás bude vědět vše

OpenAI spouští funkci, která analyzuje vaše konverzace a kalendář a vytváří personalizované denní přehledy,...

Bílí Tygři porazili Spartu 3:1. Otočku ve třetí části dirigoval dvěma góly Pytlík

Liberecká Drbna|

dnes, 19:20

2 min

Bílí Tygři porazili Spartu 3:1. Otočku ve třetí části dirigoval dvěma góly Pytlík

K devátému extraligovému kolu vyjeli dnes Liberečtí na horký led pražské Sparty, kde po úvodní třetině...

Reklama

Doporučujeme

Právě u nás vyšlo

Vědci obešli přírodní zákony. Kvantové senzory měří víc, než by měly

My máme z vlády Babiše s Okamurou a Konečnou strach, znělo "Staromákem"

Režisér Strach má rytířský titul od papeže. Jeho pohádky vyvolaly aplaus i v Římě

Kdy snídáte? Vědci objevili KLÍČOVÝ ČAS, který dělí dlouhověkost od kratšího života

Jak skutečně vypadala Kleopatra: Zakrslá, křivé zuby, hrubé rysy. Vědci zrekonstruovali její podobu a dostali šok

Bonus za docházku jako český fenomén. Jenže, hrozí za něj pokuta až milion korun