فرمان کوانتومی برای اندازه گیری دقیق تر

گره منبع: 827287

صفحه اصلی > رسانه ها و مطبوعات > Quantum steering for more precise measurements

Einstein-Podolski-Rosen correlations can be used for precision measurements. (Image: Jurik Peter, Shutterstock)
Einstein-Podolski-Rosen correlations can be used for precision measurements. (Image: Jurik Peter, Shutterstock)

چکیده:
Quantum systems consisting of several particles can be used to measure magnetic or electric fields more precisely. A young physicist at the University of Basel has now proposed a new scheme for such measurements that uses a particular kind of correlation between quantum particles.

فرمان کوانتومی برای اندازه گیری دقیق تر


Basel, Switzerland | Posted on April 23rd, 2021

In quantum information, the fictitious agents Alice and Bob are often used to illustrate complex communication tasks. In one such process, Alice can use entangled quantum particles such as photons to transmit or “teleport” a quantum state – unknown even to herself – to Bob, something that is not feasible using traditional communications.

However, it has been unclear whether the team Alice-Bob can use similar quantum states for other things besides communication. A young physicist at the University of Basel has now shown how particular types of quantum states can be used to perform measurements with higher precision than quantum physics would ordinarily allow. The results have been published in the scientific journal Nature Communications.

Quantum steering at a distance

Together with researchers in Great Britain and France, Dr. Matteo Fadel, who works at the Physics Department of the University of Basel, has thought about how high-precision measurement tasks can be tackled with the help of so-called quantum steering.

Quantum steering describes the fact that in certain quantum states of systems consisting of two particles, a measurement on the first particle allows one to make more precise predictions about possible measurement results on the second particle than quantum mechanics would allow if only the measurement on the second particle had been made. It is just as if the measurement on the first particle had “steered” the state of the second one.

This phenomenon is also known as the EPR paradox, named after Albert Einstein, Boris Podolsky and Nathan Rosen, who first described it in 1935. What is remarkable about it is that it works even if the particles are far apart because they are quantum-mechanically ?entangled? and can feel each other at a distance. This is also what allows Alice to transmit her quantum state to Bob in quantum teleportation.

“For quantum steering, the particles have to be entangled with each other in a very particular fashion,” Fadel explains. “We were interested in understanding whether this could be used for making better measurements.” The measurement procedure he proposes consists of Alice’s performing a measurement on her particle and transmitting the result to Bob.

Thanks to quantum steering, Bob can then adjust his measurement apparatus such that the measurement error on his particle is smaller than it would have been without Alice’s information. In this way, Bob can measure, for instance, magnetic or electric fields acting on his particles with high precision.

Systematic study of steering-enhanced measurements

The study of Fadel and his colleagues now makes it possible to systematically study and demonstrate the usefulness of quantum steering for metrological applications. “The idea for this arose from an experiment we already did in 2018 in the laboratory of Professor Philipp Treutlein at the University of Basel,” says Fadel.

“In that experiment, we were able to measure quantum steering for the first time between two clouds containing hundreds of cold atoms each. After that, we asked ourselves whether it might be possible to do something useful with that.” In his work, Fadel has now created a solid mathematical basis for realizing real-life measurement applications that use quantum steering as a resource.

“In a few simple cases, we already knew that there was a connection between the EPR paradox and precision measurements,” Treutlein says. “But now we have a general theoretical framework, based on which we can also develop new strategies for quantum metrology.” Researchers are already working on demonstrating Fadel’s ideas experimentally. In the future, this could result in new quantum-enhanced measurement devices.

####

برای اطلاعات بیشتر، لطفا کلیک کنید اینجا کلیک نمایید

تماس با ما:
Reto Caluori
41-612-072-495

@UniBasel_en

Copyright © University of Basel

اگر نظری دارید بفرمایید تماس با ما ما.

مسئولیت صحت محتوا به عهده صادرکنندگان انتشارات خبری است، نه موج هفتم، شرکت یا نانوتکنولوژی اکنون.

نشانک:
خوشمزه - لذیذ کاربر Newsvine گوگل یاهو ق ماگنولیاکام خز فیس بوک

لینک های مرتبط

مقاله مرتبط:

مطبوعات مرتبط

فیزیک کوانتوم

محققان متوجه تبدیل فرکانس با کارایی بالا در تراشه فوتونیک یکپارچه شده‌اند آوریل 23rd، 2021

روشن کردن فیلم‌های پروسکایت: مواد کارآمد برای سلول‌های خورشیدی آینده - مدل جدید برای تعیین کارایی کوانتومی فوتولومینسانس مارس 16th، 2021

حرکت کوانتومی یک اثر مغناطیسی غول‌پیکر ایجاد می‌کند، در جایی که نباید وجود داشته باشد: مطالعه پنجره‌ای را به چشم‌انداز ماده توپولوژیکی شدید باز می‌کند. یکم مارس ۲۰۱۷

اخبار و اطلاعات

یک پلتفرم با کاربری آسان، دروازه ای برای هوش مصنوعی در میکروسکوپ است آوریل 23rd، 2021

با دستگاه نوری جدید، مهندسان می توانند رنگ نور را به خوبی تنظیم کنند آوریل 23rd، 2021

یون‌های نقره عجله کنید، سپس منتظر بمانید تا پراکنده شوند: شیمیدانان برنج نشان می‌دهند که آزادسازی مرحله‌ای یون‌ها از نانوذرات طلا-نقره می‌تواند ویژگی مفیدی باشد. آوریل 23rd، 2021

مواد ژلاتین مانند مصنوعی کشش و استحکام زیر شکم خرچنگ را تقلید می کند: ساختار غشاء می تواند طرحی برای بافت های مصنوعی قوی ارائه کند. آوریل 23rd، 2021

فیزیک

آزمایش‌ها در مورد وجود مایعات اسپین کوانتومی تردیدهایی ایجاد کردند آوریل 21st، 2021

دستگاه جدید در مقیاس نانو برای فناوری اسپین: امواج اسپین می توانند قفل نسل بعدی فناوری رایانه را باز کنند، یک جزء جدید به فیزیکدانان اجازه می دهد تا آنها را کنترل کنند. آوریل 16th، 2021

هسته های اتمی در نوسان کوانتومی: کنترل بسیار دقیق تحریکات هسته ای امکان ساعت های اتمی فوق دقیق و باتری های هسته ای قدرتمند را باز می کند. 19th، 2021

D-Wave مزیت عملکرد را در شبیه‌سازی کوانتومی مغناطیس عجیب و غریب نشان می‌دهد: رایانه کوانتومی بازپخت کاملاً قابل برنامه‌ریزی، سرعت 3 میلیون برابری را نسبت به CPU کلاسیک در یک کاربرد عملی نشان می‌دهد. 19th، 2021

ارتباط کوانتومی

هسته های اتمی در نوسان کوانتومی: کنترل بسیار دقیق تحریکات هسته ای امکان ساعت های اتمی فوق دقیق و باتری های هسته ای قدرتمند را باز می کند. 19th، 2021

محققان متوجه تولید کارآمد تله‌پورت کوانتومی با ابعاد بالا شده‌اند 14th، 2021

آینده های احتمالی

محققان متوجه تبدیل فرکانس با کارایی بالا در تراشه فوتونیک یکپارچه شده‌اند آوریل 23rd، 2021

یک پلتفرم با کاربری آسان، دروازه ای برای هوش مصنوعی در میکروسکوپ است آوریل 23rd، 2021

یون‌های نقره عجله کنید، سپس منتظر بمانید تا پراکنده شوند: شیمیدانان برنج نشان می‌دهند که آزادسازی مرحله‌ای یون‌ها از نانوذرات طلا-نقره می‌تواند ویژگی مفیدی باشد. آوریل 23rd، 2021

مواد ژلاتین مانند مصنوعی کشش و استحکام زیر شکم خرچنگ را تقلید می کند: ساختار غشاء می تواند طرحی برای بافت های مصنوعی قوی ارائه کند. آوریل 23rd، 2021

اکتشافات

یک پلتفرم با کاربری آسان، دروازه ای برای هوش مصنوعی در میکروسکوپ است آوریل 23rd، 2021

با دستگاه نوری جدید، مهندسان می توانند رنگ نور را به خوبی تنظیم کنند آوریل 23rd، 2021

یون‌های نقره عجله کنید، سپس منتظر بمانید تا پراکنده شوند: شیمیدانان برنج نشان می‌دهند که آزادسازی مرحله‌ای یون‌ها از نانوذرات طلا-نقره می‌تواند ویژگی مفیدی باشد. آوریل 23rd، 2021

مواد ژلاتین مانند مصنوعی کشش و استحکام زیر شکم خرچنگ را تقلید می کند: ساختار غشاء می تواند طرحی برای بافت های مصنوعی قوی ارائه کند. آوریل 23rd، 2021

اطلاعیه ها

با دستگاه نوری جدید، مهندسان می توانند رنگ نور را به خوبی تنظیم کنند آوریل 23rd، 2021

یون‌های نقره عجله کنید، سپس منتظر بمانید تا پراکنده شوند: شیمیدانان برنج نشان می‌دهند که آزادسازی مرحله‌ای یون‌ها از نانوذرات طلا-نقره می‌تواند ویژگی مفیدی باشد. آوریل 23rd، 2021

مواد ژلاتین مانند مصنوعی کشش و استحکام زیر شکم خرچنگ را تقلید می کند: ساختار غشاء می تواند طرحی برای بافت های مصنوعی قوی ارائه کند. آوریل 23rd، 2021

CEA-Leti پروژه اتحادیه اروپا را برای تقلید از پردازش چند زمانه سیستم‌های عصبی بیولوژیکی اعلام کرد: برنامه‌های هدفمند شامل نظارت بر محیطی توزیع‌شده با ابعاد بالا، ریزتراشه‌های پزشکی-تشخیصی قابل کاشت، تجهیزات الکترونیکی پوشیدنی و رابط‌های انسان/رایانه آوریل 23rd، 2021

مصاحبه ها / نقد کتاب / مقاله / گزارش / پادکست / مجلات / مقالات سفید / پوستر

محققان متوجه تبدیل فرکانس با کارایی بالا در تراشه فوتونیک یکپارچه شده‌اند آوریل 23rd، 2021

یک پلتفرم با کاربری آسان، دروازه ای برای هوش مصنوعی در میکروسکوپ است آوریل 23rd، 2021

با دستگاه نوری جدید، مهندسان می توانند رنگ نور را به خوبی تنظیم کنند آوریل 23rd، 2021

مواد ژلاتین مانند مصنوعی کشش و استحکام زیر شکم خرچنگ را تقلید می کند: ساختار غشاء می تواند طرحی برای بافت های مصنوعی قوی ارائه کند. آوریل 23rd، 2021

نانو علم کوانتومی

روشن کردن فیلم‌های پروسکایت: مواد کارآمد برای سلول‌های خورشیدی آینده - مدل جدید برای تعیین کارایی کوانتومی فوتولومینسانس مارس 16th، 2021

دانشمندان کوچکترین کابل را که حاوی یک کلید چرخشی است ساخته اند مارس 12th، 2021

در حال توقف اتم ها: NIST خنک کننده لیزری ژانویه را مینیاتوری می کند ژانویه 21st، 2021

فیزیکدانان نظریه جدیدی را برای توضیح تشکیل مایعات کوانتومی یک بعدی ارائه می کنند 15th، 2021

منبع: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56661

تمبر زمان:

بیشتر از اکنون نانوتکنولوژی