听量子无线电

代尔夫特理工大学的研究人员创建了一个量子电路，使他们能够收听量子力学所允许的最弱的无线电信号。这种新的量子电路为射电天文学和医学(MRI)等领域的未来可能应用打开了大门。它还使研究人员能够进行实验，以阐明量子力学与重力之间的相互作用。

在生活中的某个时刻，所有人都为无线电信号微弱而烦恼：我们在车上最喜欢的歌曲变成噪音，离我们的wifi路由器太远，无法查看我们的电子邮件。我们通常的解决方案是使信号更大，例如，通过选择另一个广播电台或移到客厅的另一侧。但是，如果我们可以更仔细地听呢?

弱无线电信号不仅对试图找到自己喜欢的广播电台的人构成挑战，而且对医院的磁共振成像(MRI)扫描仪以及科学家用来窥视太空的望远镜也构成挑战。

在无线电频率检测中的一个量子“飞跃”中，位于代尔夫特的加里•斯蒂尔教授的研究人员演示了对光子或能量量子的检测，这是量子力学理论所允许的最弱的信号。

量子块

量子力学的奇怪预测之一是能量来自称为“量子”的微小小块。这是什么意思?首席研究员马里奥·吉利说：“假设我要把孩子推到秋千上。”“在古典物理学理论中，如果我想让孩子走得更快一点，我可以给他们一点推动力，让他们更快的速度和更多的能量。量子力学说的则有所不同：我只能增加孩子的能量。一次的“量子步长”。不可能将其增加一半。”

对于摇摆的孩子来说，这些“量子步幅”是如此之小，以至于它们太小而无法察觉。直到最近，无线电波也是如此。但是，代尔夫特的研究小组开发了一种电路，该电路实际上可以检测射频信号中的这些能量，从而打开了在量子水平上感测无线电波的潜力。

从量子无线电到量子引力？

除了在量子感测中的应用之外，代尔夫特的研究小组还对将量子力学提升到一个新的水平感兴趣：质量。尽管量子电磁学理论是在近100年前发展起来的，但如今物理学家仍对如何将重力适合量子力学感到困惑。

吉利说：“使用我们的量子无线电，我们想尝试听和控制重物的量子振动，并尝试探索将量子力学和重力混合在一起会发生什么。”“这样的实验很难，但是如果成功，我们将能够测试是否可以使时空本身进行量子叠加，这是一个可以检验我们对量子力学和广义相对论的理解的新概念。”