Орел и решка со светом
Особо следует упомянуть об очень интересном проекте группы
Александра Львовского
, который недавно успешно сконструировал так называемый балансный детектор.
Вот как описывает его сам создатель: «На самом деле это довольно простое устройство: свет попадает на светоделитель, где разделяется пополам и затем детектируется двумя фотодиодами. В итоге фототок этих диодов вычитается друг из друга. Казалось бы, конечный результат этой простой математической операции должен быть нулевым (по крайней мере в классической физической теории), однако в квантовом мире ноль — это далеко не обязательный результат, потому что свет состоит из фотонов, а каждый фотон с вероятностью 50 на 50 проходит через светоделитель или отражается от него. То есть происходит такая квантовая игра в орла и решку, в которой, понятное дело, точного совпадения суммы обеих возможных результатов достичь практически невозможно. Будет всегда получаться какая-то ненулевая, случайная разница. И отсюда возникла простая идея: сделать на основе такого балансного детектора универсальный генератор случайных чисел. Кстати, это очень полезное устройство, которое есть в каждом современном мобильном телефоне, смартфоне и других электронных гаджетах.
Дело в том, что те генераторы, которые стоят в мобильниках, — это на самом деле псевдослучайные генераторы, поскольку они используют те или иные математические операции. В случае же с квантовым детектором генерируются фундаментально случайные числа, так как итоговый результат всякий раз абсолютно непредсказуем.
Балансный детектор можно использовать и для детектирования очень слабых полей. У его светоделителя два входных и два выходных канала, и если во второй входной канал направить некий крайне слабый сигнал, на уровне одного фотона, этот сигнал в итоге очень заметно изменит вычисляемую разницу значений двух фототоков. Простой пример использования в данном случае — классические (неквантовые) коммуникационные линии. Сегодня для них, как правило, используются волоконно-оптические кабели, но волокно проложить можно далеко не везде: например, трудно это сделать в высокогорье или, скажем, в зоне ведения боевых действий. Поэтому иногда приходится использовать коммуникации по открытому пространству: с одной стороны включается лазер, а с другой — приемник света. Понятно, что добиться четкой фиксации лазерного сигнала приемником далеко не просто, особенно если речь идет о приличных расстояниях между точкой его отправки и приема. И здесь (опять-таки в теории) может очень помочь наш балансный детектор, который будет четко фиксировать даже самые слабые сигналы от лазера».
