Квантовая запутанность свяжет удалённые телескопы для создания сверхчётких снимков космоса

В современной астрономии давно закрепился метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, позволяющий синтезировать данные от удаленных друг от друга обсерваторий для получения изображений с экстремально высоким разрешением. Однако классические оптические системы сталкиваются с серьезным препятствием: для физического объединения световых сигналов требуются сложнейшие каналы связи, что существенно ограничивает как дистанцию между узлами, так и итоговую точность наблюдений.

Исследователи из Аризонского и Мэрилендского университетов совместно со специалистами Центра космических полетов имени Годдарда (НАСА) предложили инновационную альтернативу: синхронизацию работы телескопов через механизмы квантовой запутанности. Вместо прямой трансляции световых потоков предлагается использовать квантовые каналы в сочетании с классической связью и технологией пространственной сортировки мод (spatial mode sorting).

Функционируя как единая сеть, «запутанные» телескопы способны проводить когерентный анализ излучения, извлекая беспрецедентный объем информации о тусклых и малоразмерных небесных телах. Это позволяет преодолеть дифракционный барьер и предел Рэлея, открывая новые горизонты в поиске экзопланет, детальном картировании звездных скоплений и мониторинге тонких структур удаленных объектов.

Теоретические расчеты подтверждают, что данная концепция позволяет осуществлять любые измерения над совокупным световым фронтом, формируя квантовые астрономические сети с недостижимыми ранее характеристиками. Методика базируется на фундаментальных работах исследователей из Гарварда и Канады, однако именно в этой работе она была впервые адаптирована для практического применения в многоапертурных системах.

Внедрение квантовой запутанности и передовых методов обработки фотонных сигналов способно спровоцировать технологическую революцию в астрофизике. Объединение наземных и космических обсерваторий в глобальный квантовый контур позволит получать снимки с детализацией, которая остается принципиально недоступной для традиционной оптики.

Источник: iXBT