Новий підхід до мікроскопії
Австрійські фізики запропонували новий підхід до мікроскопії, поєднавши електронний мікроскоп із квантовим комп'ютером для підвищення точності досліджень та зменшення дози електронів, що може пошкоджувати чутливі біологічні зразки. Ця інноваційна технологія передбачає використання захоплених іонів, які взаємодіють з електронами, що дозволяє застосувати квантову заплутаність для накопичення та обробки додаткової квантової інформації. Вже підтверджено переваги цієї системи завдяки математичним розрахункам, а експериментальна перевірка запланована у Віденському технічному університеті за участю Інсбруцького університету.
Проект та його цілі
У рамках цього проекту електронний мікроскоп буде оснащений вбудованими іонними пастками, які використовуватимуться для квантових обчислень. Запропоновано розміщення захоплених іонів вздовж шляху електронного пучка, що дозволить покращити взаємодію між електронами і іонами. Квантова заплутаність між електроном та іоном забезпечить можливість зберігати інформацію про електрон у квантовій системі після його проходження.
Дослідники, які представляють Віденський технічний університет, Віденський університет, Університет Йоганна Кеплера в Лінці та Інсбруцький університет, планують використати спеціальні квантові алгоритми для обробки інформації, отриманої від багатьох електронів. Це дозволить отримувати дані за меншої кількості електронів, що є важливим для чутливих зразків, зокрема біологічних, таких як окремі білки.
“Сьогодні ми можемо отримувати зображення деталей на атомному рівні. Однак для цього потрібна велика кількість електронів, а не кожен зразок витримує таке опромінення.”
Філіп Хазлінгер
Це підкреслює важливість розробки нових методів, які дозволять зменшити дози електронів, зберігаючи при цьому високу якість зображень.
Таким чином, поєднання електронного мікроскопа з квантовим комп'ютером може значно підвищити точність електронних мікроскопів та відкрити нові горизонти в дослідженнях у різних галузях науки.
Цей новий підхід до мікроскопії не лише зменшує ризики пошкодження чутливих біологічних зразків, але й відкриває нові можливості для детального вивчення складних структур на атомному рівні. Якщо експериментальні перевірки підтвердять теоретичні обчислення, це може суттєво вплинути на дослідження у біології, матеріалознавстві та інших наукових сферах, де важлива точність зображення та збереження зразків.
Інновації у сфері квантових технологій не обмежуються лише новими методами мікроскопії. Наприклад, квантовий комп'ютер Quantinuum H2 у Великій Британії вже демонструє переваги над класичними системами, відкриваючи нові горизонти для наукових досліджень. Це підкреслює важливість подальшого розвитку квантових технологій у різних сферах.