La Technologia kwantowa rewolucjonizuje sposób, w jaki patrzymy na świat mikroskopowyTo, co jeszcze kilkadziesiąt lat temu wydawało się science fiction — obserwowanie żywych komórek w niesamowitych szczegółach bez ich uszkadzania, śledzenie ruchu światła uwięzionego w krysztale czy fotografowanie atomów jeden po drugim — zaczyna być rutyną w wiodących laboratoriach na całym świecie.
Dzięki nowemu mikroskopy kwantowe zdolne do pokonania klasycznych ograniczeń rozdzielczościNaukowcy przełamują bariery, które od ponad wieku wyznaczają granice możliwości. Od mikroskopii optycznej żywych komórek opartej na splątanych fotonach, po kwantowe symulatory ultrazimnych gazów i mikroskopy elektronowe 4D, wspólny cel jest jasny: uzyskać znacznie więcej informacji przy mniejszej ilości światła lub niższych dawkach promieniowania i zobaczyć struktury, które wcześniej były dosłownie niewidoczne.
Klasyczny limit rozdzielczości i dlaczego normalne światło nie jest wystarczające
W konwencjonalnym mikroskopie optycznym Możliwość rozróżniania drobnych szczegółów jest ograniczona przez długość fali światła która jest używana. Zasadniczo możliwe jest rozróżnienie tylko struktur, których rozmiar wynosi co najmniej połowę tej długości fali.
Oznacza to, że przy użyciu standardowego światła widzialnego istnieje punkt, w którym Nie można ciągle poprawiać rozdzielczości, po prostu dodając więcej powiększenia.Owszem, możemy się zbliżyć, ale szczegóły zaczynają się zacierać, bo światło ma charakter falowy i działa jak fizyczny sufit.
Jednym z oczywistych sposobów na pójście dalej jest użycie światło o krótszej długości falitakie jak fiolet, a nawet ultrafiolet (UV). Im krótsza długość fali, tym mniejsze szczegóły może rozróżnić mikroskop. Wiąże się to jednak z istotną wadą: promieniowanie to niesie ze sobą więcej energii i może uszkodzić lub zabić żywe komórki i delikatne cząsteczki, coś niedopuszczalnego w biologii komórki, medycynie i wielu eksperymentach o wysokiej precyzji.
Naukowcy od lat zmagają się z tą równowagą: Jeżeli zmniejszymy intensywność światła, aby uniknąć „usmażenia” próbki, obraz stanie się zaszumiony.Traci kontrast i istotne szczegóły. Zbytnie zwiększenie intensywności lub użycie bardzo energetycznego promieniowania powoduje nieodwracalne uszkodzenia próbki. W tym miejscu do głosu dochodzą idee fizyki kwantowej.
Tradycyjna optyka zawodzi, gdy trzeba pogodzić słabe oświetlenie, wysoką czułość i ekstremalną rozdzielczość. W tym scenariuszu zastosowanie starannie przygotowane światło kwantowe, takie jak pary splątanych fotonówPozwala nam ominąć część ograniczeń i otworzyć zupełnie nowe okno na świat mikro i nano.
Między „przerażającą” akcją a idealnym obrazem: splątanie kwantowe
Jednym z najbardziej uderzających zjawisk w fizyce współczesnej jest splątanie kwantoweZgodnie z mechaniką kwantową, dwie cząstki mogą być tak ściśle skorelowane, że stan jednej z nich jest powiązany ze stanem drugiej, niezależnie od odległości między nimi. Albert Einstein opisał to jako „upiorne działanie na odległość”, ponieważ kłóciło się to z klasyczną intuicją i sugerowaną przez jego własną teorię względności.
W kontekście mikroskopii splątanie to przekłada się na pary splątanych fotonów, znane jako bifotonyZ punktu widzenia teorii kwantowej bifoton zachowuje się niemal jak pojedyncza cząstka złożona, której pęd jest w przybliżeniu dwukrotnie większy od pędu pojedynczego fotonu.
Mechanika kwantowa przypomina nam, że Każda cząstka ma również charakter falowyW tym kontekście długość fali jest odwrotnie proporcjonalna do pędu: im większy pęd, tym krótsza długość fali. Oznacza to, że ponieważ bifoton ma większy efektywny pęd, jego efektywna długość fali wynosi około połowę luźnych fotonów, z których został wygenerowany.
Cała ta interakcja fal i cząstek jest interesująca, ponieważ jeśli uda nam się sprawić, by mikroskop działał tak, jakby używał światło o długości fali równej połowieMożemy zobaczyć szczegóły dwa razy mniejsze, bez konieczności stosowania bardziej energetycznego lub agresywnego promieniowania wobec komórek.
To sprytne zastosowanie splątania kwantowego otwiera drzwi do technik, które poprzez utrzymywanie fotonów o miękkich energiach (na przykład o długości fali około 400 nanometrów w zakresie fioletowym), Osiągają rozdzielczość porównywalną z rozdzielczością światła ultrafioletowego, lecz czas ich trwania jest znacznie krótszy., rzędu 200 nanometrów, ale bez niszczenia próbki.
Mikroskopia koincydencji kwantowej (QMC): podwojenie rozdzielczości bez niszczenia komórek
Grupa badaczy z California Institute of Technology (Caltech) opracował technikę zwaną Mikroskopia koincydencji kwantowej (QMC)Metoda ta, opisana w czasopiśmie Nature Communications jako „mikroskopia komórek kwantowych w granicy Heisenberga”, ma szansę podwoić rozdzielczość uzyskiwaną za pomocą konwencjonalnego mikroskopu optycznego.
Główną ideą QMC jest wykorzystanie pary fotonów splecione ze sobą, tworzące bifotonyTe bifotony zachowują się jak pojedynczy obiekt o dwukrotnie większym pędzie, a zatem o krótszej efektywnej długości fali. Zatem system wykorzystujący światło o długości fali 400 nm (na granicy fioletu) może osiągnąć rozdzielczość podobną do światła o długości fali 200 nm (w pełnym ultrafiolecie), utrzymując jednocześnie energię zdeponowaną na próbce na znacznie łatwiejszym do opanowania poziomie.
Nauczyciel Lihong Wang, profesor inżynierii medycznej i elektrotechniki na Caltech i główny autor tej pracy, podsumowuje to bardzo obrazowo: komórki „nie dogadują się” ze światłem ultrafioletowym, ale jeśli oświetlimy je światłem o długości fali 400 nm i osiągniemy taki sam efekt rozdzielczości jak przy 200 nm, Komórki są „zadowolone”, a mikroskop wciąż zyskuje na szczegółowości..
To podejście rozwiązuje klasyczny dylemat za jednym zamachem: Nie trzeba używać bardzo energetycznego światła, żeby zobaczyć bardzo małe struktury.Manipulując splątaniem kwantowym i sposobem pomiaru dopasowań pomiędzy parami fotonów, system QMC umożliwia mikroskopowi wydobycie więcej z każdego fotonu bez zwiększania potencjalnego uszkodzenia żywych próbek.
W przeciwieństwie do tradycyjnych mikroskopów, które rejestrują jedynie szczegóły obiektu o rozmiarze porównywalnym do połowy długości fali używanego światła, mikroskopy QMC Pozwala zobaczyć znacznie mniejsze obiekty, wykorzystując mniej szkodliwe światłoCo więcej, robi to przy użyciu konfiguracji eksperymentalnej, która według jej twórców jest już sprawnym systemem, a nie tylko jednorazową demonstracją laboratoryjną.
Jak działa QMC krok po kroku
Aby wcielić ten pomysł w życie, zespół Caltech zbudował urządzenie optyczne, w którym laser świeci na specjalny kryształTen kryształ został zaprojektowany tak, aby przekształcać niewielką część padających fotonów w splątane pary, bifotony. Na razie wydajność jest bardzo niska (rzędu jednego na milion fotonów), ale naukowcy już pracują nad poprawą tego wskaźnika.
Po wygenerowaniu te bifotony Rozdzielają się za pomocą luster, soczewek i pryzmatówtak, że dwa fotony, z których się składają, podążają różnymi ścieżkami. Jeden z nich przechodzi przez próbkę, którą chcemy obserwować (nazywa się fotonem sygnałowym), a drugi nie przechodzi przez próbkę (jest to foton nieaktywny).
Oba fotony kontynuują następnie swoją drogę przez układ optyczny systemu, aż dotrą do detektora podłączonego do komputera. Sztuczka polega na tym, że komputer Nie zlicza on po prostu pojedynczych fotonów, ale raczej koincydencje między dwoma splątanymi fotonami.Na podstawie tych informacji rekonstruowany jest obraz próbki, wykorzystujący powiązania między parami.
Zaskakujące jest to, że pomimo podążania różnymi drogami po przejściu przez komórkę lub inny rodzaj obiektu, Fotony zachowują splątanie i zachowują się jak bifoton. podczas ich wykrywania. System wykorzystuje tę koherencję kwantową, dzięki czemu całość zachowuje się tak, jakby miała połowę długości fali.
Chociaż innym grupom udało się już uzyskać obrazy za pomocą bifotonów, zespół Wanga utrzymuje, że jest to pierwsze mikroskopijnie szczegółowa konfiguracja demonstrująca praktyczny i powtarzalny systemOpracowali oni rygorystyczną teorię opisującą ten proces oraz metodę szybkiego i dokładnego pomiaru splątania, a także wykazali jej przydatność na rzeczywistych próbkach biologicznych.
Zobacz żywe komórki z większymi szczegółami i mniejszymi uszkodzeniami
Zespół Caltech wykorzystał swój mikroskop kwantowy, aby uzyskać obrazy komórek nowotworowychDzięki lepszej rozdzielczości naukowcy byli w stanie wyraźnie zidentyfikować różne struktury wewnętrzne, których nie mógłby dostrzec klasyczny mikroskop optyczny przy porównywalnym oświetleniu i dawce.
Najbardziej uderzające jest to Komórki nie uległy uszkodzeniu ani zniszczeniu w trakcie procesuPonieważ użyte promieniowanie nie było szczególnie energetyczne. Magia tkwi w sposobie wykorzystania informacji kwantowej przenoszonej przez bifotony, a nie w „bombardowaniu” komórki coraz bardziej agresywnymi fotonami.
Tę technikę uważa się za bardzo obiecujący postęp w Obrazowanie medyczne i badania biomedyczneMożliwość badania żywych komórek, tkanek, a nawet delikatnych mikroorganizmów z rozdzielczością bliską ograniczeniom fizyki kwantowej (tzw. granicy Heisenberga) bez ich niszczenia otwiera drzwi do wczesnej diagnozy, lepszego monitorowania leczenia i lepszego zrozumienia krytycznych procesów biologicznych.
Patrząc w przyszłość, naukowcy biorą pod uwagę możliwość użyć więcej niż dwóch splątanych fotonów Aby jeszcze bardziej udoskonalić rozdzielczość i zoptymalizować technologię w celu redukcji szumu tła związanego z interakcją fotonów z otoczeniem. Każde ulepszenie dodatkowo zwiększy jakość i dokładność uzyskiwanych obrazów.
Równocześnie rozwój ten tworzy podwaliny pod zastosowania w takich dziedzinach jak: komputery kwantowe, kryptografia czy projektowanie nowych materiałówgdzie możliwość charakteryzowania struktur w skali nano bez ich uszkadzania jest czystym złotem.
Mikroskopy gazowe kwantowe: zamrażanie atomów i oglądanie ich pojedynczo
Tymczasem w Europie poczyniono postępy na innym uzupełniającym froncie: mikroskopy kwantowe ultrazimnych gazów. Symbolicznym przykładem jest QUIONE, opracowany przez Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) w Castelldefels, który został zaprezentowany w magazynie PRX Quantum.
QUIONE funkcjonuje jako „symulator kwantowy”, który chłodzi atomy strontu do temperatur bliskich zera absolutnegoOrganizuje je w sieć optyczną i pozwala na ich indywidualną obserwację, niemal jak jajka umieszczone w otworach kartonu, tyle że w skali atomowej.
Tradycyjnie mikroskopy gazowe kwantowe opierały się na atomy alkaliczne, takie jak lit lub potasktóre są optycznie prostsze w obsłudze. Wprowadzenie strontu – atomu metalu ziem alkalicznych o bardziej złożonym widmie – do systemu kwantowego otwiera drogę do symulacji znacznie bardziej egzotycznych materiałów i faz materii.
Schemat działania jest następujący: temperatura gazu strontu zostaje obniżona do ekstremalnie niskich wartości na kilka milisekund, co powoduje rozbicie atomów zwolnić niemal całkowicie i zostać uwięzionym w sieci optycznejrodzaj „siatki” światła generowanego przez lasery. Każde miejsce w siatce zachowuje się jak mała studnia energetyczna, w której z dużym prawdopodobieństwem znajdzie się atom.
Dzięki tej konfiguracji zespół był w stanie uzyskać obrazy atom po atomie i badać zjawiska takie jak nadciekłość, w której gazowy stront przepływa bez lepkości. Co więcej, dynamika atomów, które „przeskakują” z jednego miejsca do drugiego w sieci krystalicznej bez konieczności pokonywania klasycznych barier, bezpośrednio ilustruje słynne efekt tunelowania kwantowego.
QUIONE jako analogowy procesor kwantowy i laboratorium nowych materiałów
QUIONE to nie tylko mikroskop: to w istocie analogowy procesor kwantowyPoprzez dostosowanie kształtu sieci optycznej, intensywności laserów, oddziaływań między atomami i innych parametrów, naukowcy mogą „zaprogramować” system, aby naśladować zachowanie złożonych, rzeczywistych materiałówale w ściśle kontrolowanym środowisku.
Pozwala nam to na zadawanie trudnych pytań, np. Dlaczego niektóre materiały przewodzą prąd elektryczny bez strat? (nadprzewodnictwo) w stosunkowo wysokich temperaturach lub w jaki sposób elektrony są organizowane w fazy topologiczne, które są nadal słabo poznane.
Możliwość badania gazów strontu z taką precyzją przy użyciu mikroskopu kwantowego tego typu sprawia, że QUIONE strategiczne narzędzie do rozwoju przyszłych komputerów kwantowych i powiązanych technologii. Stront jest szczególnie atrakcyjny do budowy ultraprecyzyjnych zegarów atomowych i solidnych procesorów kwantowych, więc posiadanie urządzenia, które pozwala na manipulowanie nim i wizualizację w skali pojedynczego atomu, to prawdziwy naukowy luksus.
Naukowcy, tacy jak Leticia Tarruell i jej zespół, wskazują, że Ten typ symulacji kwantowej pomoże rozwikłać niezwykle złożone układy mikroskopowe, oferując wskazówki, jak projektować nowe materiały o dostosowanych właściwościach, od ulepszonych nadprzewodników po izolatory topologiczne.
Mamy zatem do czynienia z rodziną mikroskopów kwantowych, które nie tylko pokazują świat, ale także odtwarzają go w miniaturze, aby lepiej go zrozumieć – coś, co do niedawna wydawało się zarezerwowane wyłącznie dla modeli teoretycznych.
Światło kwantowe o bardzo niskiej intensywności: europejski projekt Q-MIC
Kolejny mocny zakład na Mikroskopia kwantowa pochodzi z europejskiego projektu Q-MICProjekt ten, również w dużej mierze prowadzony przez ICFO oraz współpracowników z Włoch i Niemiec, jest realizowany od 2018 r. i ma na celu opracowanie mikroskopu, który będzie w stanie wykorzystywać światło kwantowe o bardzo niskiej intensywności, aby uzyskiwać obrazy o szerokim polu widzenia, wysokiej czułości i lepszej rozdzielczości niż klasyczne mikroskopy.
Urządzenie Q-MIC wyróżnia się tym, że zostało zaprojektowane specjalnie dla oświetlić próbkę parami splątanych fotonówZamiast konwencjonalnego światła składającego się z wielu nieuporządkowanych fotonów, każda para fotonów niesie ze sobą wyjątkowo skorelowaną ilość informacji, co pozwala na wyodrębnienie większej ilości szczegółów przy mniejszym całkowitym promieniowaniu.
W zastosowaniach, w których próbka jest wyjątkowo wrażliwa — na przykład niektóre białka, wirusy, cząsteczki lub żywe tkanki — światło o niskiej intensywności, które nie zakłóci eksperymentu To istotne. Problem, jak zawsze, polega na tym, że zmniejszenie intensywności zwiększa względny szum na obrazie, co zazwyczaj rozmywa efekt końcowy.
Q-MIC pokonuje tę przeszkodę, wykorzystując wzory interferencyjne generowane przez splątane fotonyZamiast po prostu rejestrować liczbę fotonów docierających do każdego piksela, kamera wykrywa pasujące pary fotonów przechodzące przez układ optyczny i je próbkuje. Informacje te są następnie wykorzystywane do rekonstrukcji obrazu przy użyciu zaawansowanych algorytmów matematycznych.
Dzięki takiemu podejściu badacze wykazali, że jest to możliwe redukuje szum i zwiększa czułość pomiarów o ponad 25% w porównaniu z technikami klasycznymi, utrzymując dawki światła znacznie poniżej zwykłego poziomu.
Interferencja, płyty Savarta i rekonstrukcja obrazu
Sercem optycznym Q-MIC jest zestaw Talerze Savartakryształy dwójłomne, które są w stanie rozdzielić wiązkę światła na dwie wiązki o różnej polaryzacji (poziomą i pionową), poruszające się po nieco innych ścieżkach, oraz elementy prowadzące podobne do tych stosowanych w systemy światłowodowe.
Gdy pary splątanych fotonów przechodzą przez ten układ, płytki Savarta Rozdzielają swoje ścieżki i kierują je w stronę próbkiJeśli próbka jest idealnie płaska i jednorodna, ścieżki fotonów pozostają niemal identyczne. Jednak jeśli występują różnice w grubości, współczynniku załamania światła lub innych cechach, powstają różnice fazowe, które po rekombinacji wiązek prowadzą do powstania złożonych wzorów interferencyjnych.
Kamera mikroskopowa nie mierzy w zwykły sposób poziomów intensywności optycznej, lecz rejestruje koincydencje przybycia fotonów w różnych punktach pola widzenia. Wielokrotne powtarzanie tego procesu powoduje akumulację dwufotonowego wzoru interferencyjnego, kodującego informacje o subtelnej strukturze próbki.
Naukowcy, korzystając z algorytmów rekonstrukcyjnych opartych na technikach matematycznych i przetwarzania sygnałów, Przekształcają te wzory w szczegółowe obrazybez konieczności stosowania systemu skanowania punkt-punkt. Pozwala to na pokrycie stosunkowo szerokiego pola widzenia z wysoką czułością i dobrą rozdzielczością, co jest bardzo przydatne przy analizie powierzchni i rozległych próbek.
Aby sprawdzić poprawę, pobrali standardowa próbka białka A Próbkę umieszczono na szkiełku przedmiotowym z równoodległymi komórkami. Oświetlono ją najpierw światłem klasycznym, a następnie kwantowym. W obu przypadkach uzyskano wzory interferencyjne, a obrazy zrekonstruowano. Rezultat był jednoznaczny: w przypadku światła kwantowego obraz był znacznie gładszy, z mniejszym szumem i lepiej widocznymi krawędziami struktur.
Zastosowania Q-MIC: od materiałów elastycznych po wirusy
Wyniki Q-MIC opublikowane w Postępy naukiWyjaśniają, że ta strategia oświetlenia kwantowego nie jest jedynie teoretyczną ciekawostką. Przewidywane zastosowania obejmują tak różnorodne dziedziny, jak... Materiałoznawstwo, analiza powierzchni przezroczystych dla elektroniki elastycznej lub kontrola delikatnych powłok.
Ponadto ich zdolność do pracy z minutowe dawki światła Dzięki temu jest idealnym kandydatem do badania ultraczułych mikroorganizmów, takich jak niektóre wirusy i cząsteczki, które łatwo ulegają degradacji pod wpływem intensywnego światła. Przewiduje się również jego zastosowanie w obszarach kryptografia kwantowa i bezpieczna komunikacjagdzie kluczowa jest precyzyjna kontrola splątanych fotonów.
Mikroskop Q-MIC pokazuje, że dzięki prawidłowemu wykorzystaniu splątania możemy poprawić jakość informacji wyodrębnionej przez każdy fotonredukcja szumów i zwiększenie dokładności bez konieczności zwiększania dawki światła.
Równolegle z technikami typu QMC Caltech, Q-MIC wzmacnia ideę, że Następna wielka rewolucja w mikroskopii leży w optyce kwantowejnie tylko budując większe cele lub mocniejsze lasery.
Mikroskopia elektronowa kwantowa 4D: oglądanie światła uwięzionego w kryształach fotonicznych
Rewolucja kwantowa w obrazowaniu nie ogranicza się do światła widzialnego ani ultrazimnych gazów. W Izraelu naukowcy z Technion – Izraelski Instytut Technologiczny Opracowali ultraszybki mikroskop elektronowy 4D która pozwala na bezpośrednią obserwację przepływu światła uwięzionego wewnątrz kryształów fotonicznych, czego do tej pory można było badać wyłącznie za pomocą symulacji komputerowych.
System ten, opisany po raz pierwszy w czasopiśmie Nature, jest uważany za jeden z najnowocześniejsze na świecie mikroskopy optyczne bliskiego polachociaż jego technologiczne jądro opiera się na ultraszybkim transmisyjnym mikroskopie elektronowym o unikalnych możliwościach.
Zespół kierowany przez Profesora Ido Kaminer stworzył platformę eksperymentalną, gdzie Ultrakrótkie impulsy światła (rzędu mniej niż 100 femtosekund) pobudzają próbkę Impulsy elektronów, przyspieszane do napięć od 40 kV do 200 kV, badają ją, aby uchwycić jej stan przejściowy. Innymi słowy, próbka jest „oświetlana” i „fotografowana” elektronami w niewiarygodnie krótkich odstępach czasu.
Dzięki tej konfiguracji możliwe jest mapowanie oddziaływań między światłem uwięzionym w nanomateriałach (takich jak kryształy fotoniczne) a swobodnymi elektronami, uzyskując dostęp do informacji o dynamice pól optycznych z niespotykaną dotąd rozdzielczością przestrzenną i czasową.
W praktyce oznacza to, że po raz pierwszy naukowcy mogą bezpośrednio obserwować, jak zachowuje się światło, gdy jest uwięzione i prowadzone w strukturach fotonicznychZamiast opierać się wyłącznie na modelach i symulacjach, otwiera to nowe możliwości projektowania materiałów kwantowych i urządzeń fotonicznych o zoptymalizowanych właściwościach, np. w celu przechowywania bitów kwantowych (kubitów) ze zwiększoną stabilnością.
Pakiety fal swobodnych elektronów i nowe zjawiska kwantowe
Podstawą tego postępu jest fizyka ultraszybkie interakcje między swobodnymi elektronami i światłemTradycyjnie elektrodynamika kwantowa (QED) badała, jak materia kwantowa – atomy, kropki kwantowe, obwody nadprzewodzące itp. – oddziałuje z modami światła ograniczonymi wnęką. Stanowi ona podstawę koncepcyjną wielu obecnych technologii kwantowych.
Jednakże w tych systemach elektrony są związane a ich stany energetyczne, zakres widmowy i reguły selekcji są bardzo ograniczone. Ostatnie postępy skupiają się na innym elemencie: pakiety fal kwantowych swobodnych elektronówW przeciwieństwie do elektronów związanych, pakiety te mogą obejmować szeroki zakres energii i badać znacznie bardziej zróżnicowane interakcje.
Problem polegał na tym, że pomimo licznych teoretycznych przewidywań dotyczących fascynujących efektów wnęk fotonowych dla swobodnych elektronów, Nikt nie był w stanie jednoznacznie zaobserwować tych zjawisk, ze względu na podstawowe ograniczenia siły i czasu trwania oddziaływania między elektronami i ograniczonym światłem.
Mikroskop Technion pokonuje tę przeszkodę, umożliwiając do rejestrowania map optycznych bliskiego pola, wykorzystując bezpośrednio kwantową naturę elektronówKluczowym dowodem jest obserwacja oscylacji typu Rabiego w widmie elektronicznym, zjawiska, którego nie da się wyjaśnić za pomocą czysto klasycznych teorii.
Bardziej wydajne oddziaływania elektronów bez fotonów badane w tym systemie mogą prowadzić do silne sprzężenia, synteza fotonów w specjalnych stanach kwantowych i zjawiska nieliniowe bezprecedensowe. Wszystko to przyniosłoby korzyści zarówno mikroskopii elektronowej (na przykład do pracy z małymi dawkami promieniowania na wrażliwych materiałach), jak i innym dziedzinom fizyki swobodnych elektronów.
Ponadto zdobyta wiedza pomoże Popraw ostrość i kontrast kolorów na obecnych ekranach, takich jak te oparte na technologii QLED (kropki kwantowe), już teraz opracowujących bardziej jednolite materiały nano/kwantowe, które umożliwiają uzyskanie jeszcze większej rozdzielczości obrazu.
Łącznie suma tych kierunków badań – QMC w Caltech, Q-MIC w Europie, QUIONE i mikroskop 4D Technion – tworzy obraz, w którym Mikroskopia staje się głęboko kwantową dyscyplinązdolny do wyświetlania, kontrolowania, a nawet symulowania materii w skali, która wcześniej była jedynie teoretycznym marzeniem.
Cały ten ekosystem nowe mikroskopy kwantowe To punkt zwrotny: nie chodzi już tylko o widzenie w mniejszym rozmiarze, ale o widzenie inaczej, o wykorzystanie zjawisk takich jak splątanie, tunelowanie, koherencja i interferencja wielocząsteczkowa, aby wydobyć informacje niewyobrażalne jeszcze kilkadziesiąt lat temu. W miarę jak technologie te dojrzewają i wychodzą poza laboratorium, oczekuje się, że zrewolucjonizują medycynę, elektronikę, materiałoznawstwo i, szerzej, nasze rozumienie najgłębszych poziomów rzeczywistości.
