Микроскоп научат видеть больше, не усиливая облучение: учёные подключили к нему квантовый компьютер

Австрийские исследователи создают электронный микроскоп с квантовым компьютером, который должен получать больше информации из каждого электрона. Разработкой занимаются специалисты TU Wien, Венского университета, JKU Linz и Университета Инсбрука: они хотят использовать квантовую запутанность, чтобы повысить информативность измерений и получать чёткий сигнал при меньшем числе электронов.

Современная электронная микроскопия уже позволяет изучать объекты на атомном уровне, однако высокая детализация требует большого потока электронов. Для чувствительных образцов, включая отдельные белки, это становится ограничением: интенсивное облучение способно повредить материал ещё до того, как будет собрано достаточно данных. Новый подход должен снизить требуемое количество электронов за счёт более эффективного использования информации, которую несёт каждая частица.

В основе системы лежит взаимодействие электронного пучка с ионами, удерживаемыми внутри квантового компьютера. Каждый проходящий электрон может запутываться с ионом, после чего квантовые операции позволяют накапливать и объединять информацию от последовательных частиц. По расчётам исследователей, это способно усиливать полезный сигнал и превращать данные, которые при обычной обработке терялись бы в шуме, в различимый результат.

Пока речь не идёт о готовом рабочем приборе: преимущество метода продемонстрировано математически. Следующим этапом станет интеграция ионного квантового компьютера с просвечивающим электронным микроскопом в центре USTEM при TU Wien, после чего исследователи смогут проверить расчёты экспериментально.

Источник: tuwien