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一种新的理论来测试外星行星探测的假设和方法

  光学成像系统(模拟成一个薄透镜)用来区分两种假设。假设H0:只有恒星存在。假设H1:存在一个恒星-行星系统,与恒星相比,行星的强度要弱得多。资料来源:Huang & Lupo。
  无数天体物理学家和天文学家正在积极地寻找宇宙中无法观测到的天体,因为发现这些天体可以提高我们对空间的理解,并有助于解决悬而未决的天体物理学问题。在这些难以捉摸的物体中有系外行星,即围绕太阳以外的恒星运行的行星,因此在太阳系之外。
  阻碍探测系外行星的一个关键挑战是,在现有的方法下,很难看到次级源在一个明亮得多的源附近发出的微弱辐射。这极大地限制了直接成像技术在系外行星搜索中的应用。
  英国谢菲尔德大学(University of Sheffield)和澳大利亚麦考瑞大学(Macquarie University)的研究人员最近表明,在系外行星搜索过程中,探测弱次级源的存在可能会减少误差,特别是在两个源的角度相差很小的情况下。他们发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的论文明确指出,这些误差可以通过量子态识别和量子成像方法来减少。
  "我们的工作受到了最近关于超分辨率量子成像的论文的启发,这是由新加坡国立大学的Mankei Tsang和他的同事首次严格量化的,"进行这项研究的研究人员之一Zixin Huang告诉Phys.org。"这些论文表明,使用量子技术可以更好地解决两个非相干源的角分离问题(这是一项估算任务,我们想测量的参数就是角分离)。"
  黄和她的同事Cosmo Lupo进行的这项研究背后的总体想法是,量子技术使用了包含在光信号中的相位信息。由于这些信息不能被直接成像方法充分利用,量子技术可能被证明更有效。
  当谢菲尔德大学的研究人员第一次考虑这个想法时,黄在Netflix上观看了一部名为《外星世界》的纪录片。这部电影推测了其他星球上可能存在的生命形式,并探索了它们的样子。
  在两个源非常接近的限制下,达到最佳误差概率的最佳测量。它是一种多模波导,可以用作空间模式分类器。光子计数在输出端执行。资料来源:Huang & Lupo。
  在看《异形世界》的时候,"我想到量子技术可以用于量子识别任务,因为最终,对系外行星的探测归结于我们能否分辨出天空中的一个点和两个点,"黄解释说。"考虑到这一点,我们想研究是否可以在识别任务中获得量子优势。事实证明它可以!"
  黄和卢波应用量子信息论的现有结果来限制假阴性的概率(即当研究人员错过了一颗现有的行星时)。这种误差的概率是由一个叫做相对熵的函数表示的,它可以是经典的,也可以是量子的。黄和卢波证明了量子相对熵比经典相对熵大得多。
  换句话说,信息已经在光里了;我们只是简单地计算出了完成这项任务的最终量子极限,"黄说。"我们希望尽量减少假阴性,因为行星是罕见的,我们宁愿在发现某些东西时出错,也不愿错过它。幸运的是,我们还发现了匹配测量方法,可以实现这些错误概率。"
  在未来,黄和卢波提出的方法可以作为实验人员评估现有探测系外行星技术有效性的基准。此外,它还可以启发开发用于天文学和显微镜研究的替代光学成像工具。
  黄补充说:"我们的方法适用于广泛的波长范围,这意味着潜在的应用还包括荧光显微镜、激光雷达探测和其他成像技术。""我们现在正与赫瑞瓦特大学合作,对论文中发现的优势进行原理证明实验演示。我们还将继续研究量子在成像某些天文物体方面的能力。"
  作为他们未来工作的一部分,黄和卢波还计划设计用于光学成像的大型基线纠缠望远镜阵列。大多数现有的相干望远镜阵列都是基于微波技术。然而,如果研究人员能够在光学领域移动这些,他们可能会将这些技术的分辨率提高3到5个数量级。
  更多信息: 黄自新等,探测系外行星的量子假设检验,   物理评论快报 (2021).   DOI: 10.1103 / physrevlett.127.130502
  Mankei Tsang等,两个非相干光点源的超分辨率量子理论,物理评论X(2016)。DOI: 10.1103 / PhysRevX.6.031033

读格言联璧观人间百态一二九原文有补于天地曰功,有关于世教曰名,有学问曰富,有廉耻曰贵,是谓功名富贵无为曰道,无欲曰德,无习于鄙陋曰文,无近于暧昧曰章,是谓道德文章。译文帮助天地做点事称为功。在人心目中唐纳德特朗普混乱的总统职位使美国人失望裂缝开始显现在过去几天中,我们看到美国总统唐纳德特朗普遭到其前国防部长其前参谋长前国家情报总监和共和党杰出人物科林鲍威尔的谴责。纽约时报报道说,共和党许多最著名的人物包括前总统乔治治标不治本唐纳德特朗普签署的警察改革行政命令美国白宫在乔治弗洛伊德(GeorgeFloyd)去世后的数周抗议活动之后,美国总统唐纳德特朗普(DonaldTrump)签署了一项警察改革行政命令,鼓励警察采取更友好的做法,并建立美国白宫之争唐纳德。特朗普面临三大挑战图特朗普与拜登即将到来的11月美国总统大选规中,民主党人在社交媒体上被警告称不要为了目前的投票率而自满,还有四个月的时间,民调会随着各种事件的发生而产生变化,任何事情都有可能发生,美国总统大选唐纳德特朗普会连任吗?图美国总统特朗普随着美国大选越来越近,特朗普总统获得第二个重要任期的机会从民意调查的结果来看是在不断的降低。那么,唐纳德特朗普会在11月再次当选吗?图特朗普总统数月来遭受民意测验呈美国大选倒计时100天,总统唐纳德特朗普身陷绝境图2020年美国总统大选拉开序幕只有100天了,在2020年大选之前。美国白宫参议院和众议院的总统竞选活动还剩100天。虽然共和党人可能在2019年开始时还抱着希望,但鉴于目前总统激光也有冷加工不产生热量眨眼功夫就把商标打上激光打标是消费者目前最容易接触到的激光加工技术,从耳机上的标识,到食品袋口的生产日期,再到饮料瓶上的品牌LOGO,日常生活中,激光打标的痕迹随处可见。随着技术的进步,激光打标机也开胖五火箭故障,嫦娥奔月与玉兔号相会将延迟催泪的玉兔号踏踏实实玩过探月工程的只有美国和中国。去年玉兔号在月球遥望地球的画面,那种孤独和寂寞感撂得我们泪流满面。有人问玉兔号在月球工作完成后,为什么不能返回地球?其实,不是不想2018年嫦娥4号将出征月球,为中国建造首座月球宫殿做准备中国版月球常驻基地,概念图新年伊始,中国航天又将开启探月工程新征程。继嫦娥三号圆满成功,嫦娥四号即将出征月球。作为深度太空探索计划的一部分,备注世人瞩目。茫茫宇宙无穷极,三步攀登楼四号探月飞船发射成功,嫦娥我来了有一个古老的传说,在距离地球38多万公里远的月球上,树边有一座宫殿,里面居住着一位美丽而又孤独的女子叫嫦娥,她的身边还有一只大玉兔。这个美丽的传说,深刻的留在世人心中。49年前,在贵州从江岩石发现巨人脚印,是谁留下的?宇宙洪荒,以科学维度看世界!两年前的2016年8月,一群摄影爱好者慕名黔地的魅力,结伴一行前往贵州游山玩水,亲临大自然体验生活,以便收集更多更好地资料素材。24日,TA们一行,在贵
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