Обычные оптические системы (в лучшем случае) ограничены дифракцией . Но, насколько я понимаю, это происходит исключительно из-за того, что прибор изменяет свойства входящего излучения — например, диск Эйри возникает только потому, что направление входящего света изменяется из-за какого-то препятствия.
А как насчет (гипотетических) систем, которые наблюдают приходящее излучение, не изменяя никаких его свойств ? Я говорю о тех системах, за которые была присуждена Нобелевская премия 2012 года (неразрушающее наблюдение за квантовыми системами).
В этом контексте все, о чем я когда-либо слышал, — это квантовые компьютеры. Но можно ли использовать такие методы, скажем, в телескопе? Сможет ли такой телескоп наблюдать за отдельными песчинками на Марсе, пока он стоит на поверхности Земли и размером не больше обычной зеркальной камеры?
В более общем случае предположим, что имеется устройство, способное определить все свойства всех фотонов во всем световом поле, доступном для инструмента в некоторый момент, вплоть до пределов, допускаемых квантовой механикой. Каков теоретический предел разрешающей способности этого устройства?
Теоретически, сколько информации на самом деле содержится в любом световом поле, и сколько этой информации теоретически можно извлечь из него?
«Вплоть до пределов, допускаемых квантовой механикой».
Если фотон проходит через «линзу» (или любое другое свойство устройства, определяющее его конечный размер — вы сказали «не больше, чем обычная зеркальная камера»), то существует точка, в которой положение фотона известно «до в пределах " - а именно размер объектива. Я использую объектив без кавычек с этого момента ... это то, что определяет размер вашей гипотетической машины.
Теперь принцип неопределенности Гейзенберга говорит нам, что мы не можем знать импульс фотона (в плоскости линзы) с бесконечной точностью:
Если вы не знаете горизонтальный импульс с бесконечной точностью, вы не можете знать направление с бесконечной точностью. Я полагаю, вы обнаружите, что если вы выполните этот анализ, вы получите предел разрешения, очень похожий на то, что вы получаете при «обычной дифракции». На Марсе для вас нет песчинок... если только вы не стоите слишком близко.
Роди Олденхейс
Флорис