Kvanttitekninen tutka

Kohteen kvanttivalaisuun soveltuvan järjestelmän perusteita esittivät Massachusetts Institute of Technologyn Seth Lloyd kollegoineen jo seitsemän vuotta sitten.

Nyt Yorkin yliopiston kvantti-informaation tiedemiesten vetämässä kansainvälisessä tutkimuksessa on kehitetty prototyyppi kvanttitutkalle.

Sellaisella on mahdollista havaita esineitä, jotka ovat näkymättömiä tavanomaisille tutkajärjestelmille kuten tutkalle näkymättömiä lentokoneita tai syöpäsoluja.

Uudenlaisessa hybriditutkassa hyödynnetään nanomekaanista elektro-optista muunninta lomittamaan mikroaaltosignaali ja optinen kenttä. Mikroaaltosignaali lähetetään ja optinen kenttä säilytetään lähteessä. Kohteesta heijastuva mikroaaltosäteily vaiheistetaan, muunnetaan optiselle taajuuksille ja yhdistetään säilytetyn optisen kentän kanssa yhteistoimiseen ilmaisuun kvanttimittauksella.

Tavanomainen tutka-antenni lähettää mikroaaltoja jotka kohteesta heijastuvat takaisin. Kuitenkin heikosti heijastavista kohteista palaava signaali hukkuu taustakohinaan.

Kvanttitutkassa käytetty lomittuminen mahdollistaa sen havaita heikkojakin signaaliheijastuksia hyvin kohinaiselta taustalta.

Koska kvanttitutka toimii paljon pienemmillä energioilla kuin perinteiset, sillä on mahdollisuuksia monenlaisiin sovelluksiin biolääketieteessä. Tutkakäytössä periaatteessa jopa tutkatulta kohteelta voisi jäädä havaitsematta olevansa tutkattu.

Erityisen kiinnostavana tutkijat pitävät uuden tutkan kohteeseen tunkeamattomuuden ominaisuutta, jolla olisi käyttöä biolääketieteen sovelluksissa.

Pitkällä aikavälillä, järjestelmää voitaisiin käyttää lyhyillä etäisyyksillä havaitsemaan biologisten näytteiden tai ihmiskudoksien vikoja, toteaa tutkimusta vetänyt tohtori Stefano Pirandola.

"Meidän menetelmää voidaan käyttää kehittämään ei-invasiivisia NMR-spektroskopiaa hauraille proteiineille ja nukleiinihapoille. Lääketieteessä, näitä tekniikoita voitaisiin mahdollisesti soveltaa magneettikuvauksessa, tavalla, joka vähentää potilaisiin absorboituvaa säteilyannosta."