अधिक सटीक मापन के लिए क्वांटम स्टीयरिंग

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आइंस्टीन-पोडोल्स्की-रोसेन सहसंबंधों को सटीक माप के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। (छवि: ज्यूरिक पीटर, शटरस्टॉक)

सार:
कई कणों से मिलकर क्वांटम सिस्टम का उपयोग चुंबकीय या विद्युत क्षेत्रों को अधिक सटीक रूप से मापने के लिए किया जा सकता है। बेसल विश्वविद्यालय के एक युवा भौतिक विज्ञानी ने अब इस तरह के माप के लिए एक नई योजना का प्रस्ताव दिया है जो क्वांटिक कणों के बीच एक विशेष प्रकार के सहसंबंध का उपयोग करता है।

अधिक सटीक माप के लिए क्वांटम स्टीयरिंग

बेसल, स्विट्जरलैंड | 23 अप्रैल, 2021 को पोस्ट किया गया

क्वांटम जानकारी में, काल्पनिक एजेंटों ऐलिस और बॉब का उपयोग अक्सर जटिल संचार कार्यों को चित्रित करने के लिए किया जाता है। इस तरह की एक प्रक्रिया में, एलिस उलझी हुई क्वांटम कणों का उपयोग कर सकती है, जैसे फोटॉनों को प्रसारित करने के लिए या "टेलीपोर्ट" एक क्वांटम राज्य - यहां तक कि खुद के लिए भी - बॉब के लिए, कुछ ऐसा जो पारंपरिक संचार का उपयोग करने योग्य नहीं है।

हालांकि, यह स्पष्ट नहीं किया गया है कि टीम एलिस-बॉब संचार के अलावा अन्य चीजों के लिए समान क्वांटम राज्यों का उपयोग कर सकती है या नहीं। बेसल विश्वविद्यालय के एक युवा भौतिक विज्ञानी ने अब दिखाया है कि क्वांटम भौतिकी की तुलना में उच्च परिशुद्धता के साथ माप प्रदर्शन करने के लिए विशेष प्रकार के क्वांटम राज्यों का उपयोग कैसे किया जा सकता है। परिणाम वैज्ञानिक पत्रिका नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित हुए हैं।

की दूरी पर क्वांटम स्टीयरिंग

ग्रेट ब्रिटेन और फ्रांस के शोधकर्ताओं के साथ, बासेल विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग में काम करने वाले डॉ। माटेओ फर्ड ने सोचा है कि तथाकथित क्वांटम स्टीयरिंग की मदद से उच्च परिशुद्धता माप कार्यों से कैसे निपटा जा सकता है।

क्वांटम स्टीयरिंग इस तथ्य का वर्णन करता है कि दो कणों से युक्त सिस्टम के कुछ क्वांटम राज्यों में, पहले कण पर एक माप एक को दूसरे कण पर संभव माप परिणामों के बारे में अधिक सटीक भविष्यवाणियां करने की अनुमति देता है, क्वांटम यांत्रिकी की तुलना में केवल अगर दूसरे पर माप की अनुमति होगी कण बनाया गया था। यह वैसा ही है जैसे कि पहले कण पर माप ने दूसरे के राज्य को "स्टीयर" किया था।

इस घटना को ईपीआर विरोधाभास के रूप में भी जाना जाता है, जिसका नाम अल्बर्ट आइंस्टीन, बोरिस पोडॉल्स्की और नाथन रोसेन के नाम पर है, जिन्होंने पहली बार 1935 में इसका वर्णन किया था। इसके बारे में उल्लेखनीय बात यह है कि यह तब भी काम करता है, जब तक कि कण क्वांटम-मशीनी रूप से दूर न हों ?फँसा हआ? और एक दूसरे को दूरी पर महसूस कर सकते हैं। यह भी वही है जो ऐलिस को क्वांटम टेलीपोर्टेशन में बॉब को अपने क्वांटम राज्य को संचारित करने की अनुमति देता है।

"क्वांटम स्टीयरिंग के लिए, कणों को एक विशेष रूप से एक दूसरे के साथ उलझना पड़ता है," फर्ड बताते हैं। "हम यह समझने में रुचि रखते थे कि क्या इसका उपयोग बेहतर माप बनाने के लिए किया जा सकता है।" वह जो मापक प्रक्रिया प्रस्तावित करता है उसमें ऐलिस का उसके कण पर मापन करना और बॉब को परिणाम प्रसारित करना शामिल है।

क्वांटम स्टीयरिंग के लिए धन्यवाद, बॉब तब अपने माप तंत्र को समायोजित कर सकता है जैसे कि उसके कण पर माप त्रुटि एलिस की जानकारी के बिना होती है। इस तरह, बॉब उच्च सटीकता के साथ अपने कणों पर अभिनय करने वाले चुंबकीय या विद्युत क्षेत्रों को माप सकता है।

स्टीयरिंग-एन्हांस्ड माप का व्यवस्थित अध्ययन

फडेल और उनके सहयोगियों का अध्ययन अब व्यवस्थित रूप से अध्ययन करना संभव बनाता है और मेट्रोलॉजिकल अनुप्रयोगों के लिए क्वांटम स्टीयरिंग की उपयोगिता प्रदर्शित करता है। फादेल कहते हैं, "इसके लिए विचार एक प्रयोग से उत्पन्न हुआ जो हमने पहले ही 2018 में बेसेल विश्वविद्यालय में प्रोफेसर फिलिप ट्रुटेलिन की प्रयोगशाला में किया था।"

"उस प्रयोग में, हम दो बादलों के बीच पहली बार क्वांटम स्टीयरिंग को मापने में सक्षम थे, जिसमें प्रत्येक में सैकड़ों ठंडे परमाणु थे। उसके बाद, हमने खुद से पूछा कि क्या इसके साथ कुछ उपयोगी करना संभव हो सकता है। ” अपने काम में, फडेल ने अब वास्तविक जीवन माप अनुप्रयोगों को समझने के लिए एक ठोस गणितीय आधार बनाया है जो एक संसाधन के रूप में क्वांटम स्टीयरिंग का उपयोग करते हैं।

"कुछ सरल मामलों में, हम पहले से ही जानते थे कि ईपीआर विरोधाभास और सटीक माप के बीच एक संबंध था," ट्रेटलीन कहते हैं। "लेकिन अब हमारे पास एक सामान्य सैद्धांतिक ढांचा है, जिसके आधार पर हम क्वांटम मेट्रोलॉजी के लिए नई रणनीति भी विकसित कर सकते हैं।" शोधकर्ता पहले से ही फडेल के विचारों को प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित करने पर काम कर रहे हैं। भविष्य में, यह नए क्वांटम-संवर्धित माप उपकरणों के परिणामस्वरूप हो सकता है।

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