Une nouvelle technique quantique pourrait aider à créer des télescopes de la taille d’une planète

L’avenir de l’astronomie va bien au-delà du télescope spatial James Webb.

Par exemple, il est théoriquement possible d’utiliser des ordinateurs quantiques comme moyen de construire des télescopes colossaux de la taille d’une planète, selon une étude partagée avec un serveur de préimpression et initialement rapportée par Nouveau scientifique.

Et, si nous pouvions le faire fonctionner, un télescope planétaire scruterait beaucoup plus loin dans les grandes profondeurs abyssales noires de l’espace, et imagerait l’univers lointain à des niveaux de résolution incalculables.

Une telle entreprise pourrait “révolutionner l’imagerie astronomique”, selon l’étude.

Mutualiser les données astronomiques avec les techniques quantiques

En astronomie, faire fonctionner plusieurs télescopes à l’unanimité est ce qu’on appelle un interféromètre – et ceux-ci permettent essentiellement des observations de l’univers avec une ouverture gigantesque, surmontant les “limitations physiques, y compris la perte” et le bruit du cosmos en utilisant des méthodes de communication quantiques.

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L’étude suggère de traiter chaque photon individuellement lorsqu’il claque dans le réseau de télescopes depuis un univers éloigné – ce qui ressemble à un travail incroyablement méticuleux jusqu’à ce que vous considériez les pouvoirs d’un dispositif de stockage à mémoire quantique. Plus précisément, le phénomène d’intrication quantique permettrait à deux ou plusieurs télescopes discrets de partager des informations entre eux en un instant.

Un premier pas vers l’astronomie de nouvelle génération utilisant des techniques quantiques

Bien sûr, cela créerait un gâchis dans la base de données, laissant une image que peu de gens pourraient déchiffrer – mais un ordinateur quantique autocorrecteur pourrait voir l’ordre dans le chaos, résolvant les erreurs sans avoir besoin de simulations numériques – comme nos ordinateurs comparativement primitifs.

C’est une idée folle et inspirante, mais alors que les télescopes quantiques de la taille d’une planète pourraient fonctionner en théorie, le problème de sa mise en pratique demeure, comme un mur indiciblement géant de défis sans précédent. “Il y a beaucoup plus de défis à relever pour un appareil de la taille d’une planète, mais c’est une bonne première étape”, a déclaré l’auteur principal de l’étude Zixin Huang de l’Université Macquarie, en Australie, selon le Nouveau scientifique rapport.

Abstrait:

Le développement d’interféromètres optiques à haute résolution et à grande base révolutionnerait l’imagerie astronomique. Cependant, les techniques classiques sont entravées par des limitations physiques telles que la perte, le bruit et le fait que la lumière reçue est généralement de nature quantique. Nous montrons comment surmonter ces problèmes en utilisant des techniques de communication quantique. Nous présentons un cadre général pour l’utilisation de codes de correction d’erreurs quantiques pour la protection et l’imagerie de la lumière des étoiles reçue sur des sites de télescopes distants. Dans notre schéma, l’état quantique de la lumière est capturé de manière cohérente dans un état atomique non radiatif via le passage adiabatique Raman stimulé, qui est ensuite imprimé dans un code de correction d’erreur quantique. Le code protège le signal lors des opérations ultérieures potentiellement bruitées nécessaires à l’extraction des paramètres de l’image. Nous montrons que même un petit code de correction d’erreur quantique peut offrir une protection significative contre le bruit. Pour les gros codes, on trouve des seuils de bruit en dessous desquels l’information peut être conservée. Notre schéma représente une application pour les dispositifs quantiques à court terme qui peuvent augmenter la résolution d’imagerie au-delà de ce qui est faisable en utilisant des techniques classiques.

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