Квантова візуалізація допоможе шукати екзопланети

Дослідники показали, що квантова візуалізація значно підвищити ймовірність виявлення екзопланет. Використання цієї технології вже доступне для двох існуючих методів пошуку цих небесних тіл.

Дуже мало екзопланет астрофізикам вдається спостерігати безпосередньо. Збільшити це число може метод квантової візуалізації, який підвищує роздільну здатність методів прямого спостереження

З приблизно 4500 відомих екзопланет тільки близько 1% були виявлені завдяки отриманню зображення цих небесних тіл. Причина низької частоти прямого виявлення полягає в тому, що тьмяне світло, розсіяне від екзопланети, важко розпізнати в яскравому світженні батьківської зірки.

Тепер дослідники з Великобританії та Австралії запропонували технологію, яка могла б поліпшити методи прямого спостереження для знаходження екзопланет. Вчені також показали, що межа чутливості для цього завдання вже досягнемо для двох доступних в даний час методів - один заснований на інтерферометрії, а інший - на розкладанні світла від батьківської зірки.

Астрофізики в новому дослідженні підійшли до пошуку планет, розглядаючи це завдання як проблему розпізнавання квантових станів. Два квантові стани - «зірка плюс планета» і «тільки зірка» - в такому випадку виявилися пов'язані з просторовим розподілом виявлених фотонів. Автори показали, що ймовірність правильного розрізнення цих станів залежить від кутової відстані між зіркою і планетою, відносини яскравості двох об'єктів і кількості фотонів, зібраних телескопом.

Дослідники передбачають, що в міру зміни цих змінних ймовірність помилки їх квантового підходу масштабується інакше, ніж при класичному підході. Фізики виявили, що тільки методи квантової візуалізації досягають межі ймовірності фундаментальної помилки. Таким чином, порівняно з сучасними техніками квантові методи повинні бути здатні виявляти екзопланети, які тьмяніші, ближче до своїх зірок або відповідають і тому, і іншому параметру.

Стаття вчених опублікована в журналі Physical Review Letters.