Quantum Steering For More Precise Measurements

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Kezdőlap > nyomja meg > Kvantumkormányzás a pontosabb mérések érdekében

Einstein-Podolski-Rosen korrelációk használhatók precíziós mérésekhez. (Kép: Jurik Peter, Shutterstock)

Absztrakt:
A több részecskéből álló kvantumrendszerek mágneses vagy elektromos mezők pontosabb mérésére használhatók. A Bázeli Egyetem fiatal fizikusa most egy új sémát javasolt az ilyen mérésekhez, amely a kvantumrészecskék közötti sajátos korrelációt alkalmazza.

Kvantumkormányzás a pontosabb mérésekhez

Bázel, Svájc | Feladás dátuma: 23. április 2021

A kvantuminformációban a fiktív Alice és Bob ügynököket gyakran használják összetett kommunikációs feladatok illusztrálására. Az egyik ilyen folyamat során Alice összegabalyodott kvantumrészecskéket, például fotonokat használhat fel vagy „teleportál” egy – még ő maga sem ismert – kvantumállapotot Bobhoz, ami hagyományos kommunikációval nem kivitelezhető.

Nem világos azonban, hogy az Alice-Bob csapat a kommunikáción kívül más dolgokra is képes-e használni hasonló kvantumállapotokat. A Bázeli Egyetem egyik fiatal fizikusa most megmutatta, hogyan lehet bizonyos típusú kvantumállapotokat használni a kvantumfizika által megszokottnál nagyobb pontosságú mérésekhez. Az eredményeket a Nature Communications tudományos folyóiratban tették közzé.

Kvantumkormányzás távolról

A Bázeli Egyetem Fizika Tanszékén dolgozó Dr. Matteo Fadel nagy-britanniai és francia kutatókkal együtt gondolkodott azon, hogyan lehet nagy pontosságú mérési feladatokat megoldani az úgynevezett kvantumkormányzás segítségével.

A kvantumkormányzás azt a tényt írja le, hogy a két részecskéből álló rendszerek bizonyos kvantumállapotaiban az első részecskén végzett mérés pontosabb előrejelzéseket tesz lehetővé a második részecskén lehetséges mérési eredményekről, mint amennyit a kvantummechanika lehetővé tenne, ha csak a második részecskén végzett mérés. részecske készült. Olyan ez, mintha az első részecskén végzett mérés „irányította volna” a második állapotát.

Ezt a jelenséget EPR-paradoxonnak is nevezik, Albert Einstein, Boris Podolsky és Nathan Rosen nevéhez fűződik, akik 1935-ben írták le először. Ami figyelemre méltó, hogy akkor is működik, ha a részecskék távol vannak egymástól, mert kvantummechanikailag ?összegabalyodott? és távolról is érezhetik egymást. Ez azt is lehetővé teszi Alice számára, hogy kvantum-teleportációban továbbítsa a kvantumállapotát Bobnak.

„A kvantumkormányzáshoz a részecskéket egy nagyon sajátos módon kell összefonni” – magyarázza Fadel. "Érdekelt bennünket, hogy megértsük, hogy ez használható-e jobb mérések elvégzésére." Az általa javasolt mérési eljárás abból áll, hogy Alice mérést végez a részecskéjén, és továbbítja az eredményt Bobnak.

A kvantumkormányzásnak köszönhetően Bob ezután úgy állíthatja be mérőkészülékét, hogy a részecskéjén a mérési hiba kisebb legyen, mint Alice információi nélkül lett volna. Ily módon Bob nagy pontossággal mérheti például a részecskéire ható mágneses vagy elektromos mezőket.

A kormányzással továbbfejlesztett mérések szisztematikus vizsgálata

Fadel és munkatársai tanulmánya most lehetővé teszi a kvantumkormányzás metrológiai alkalmazásokban való hasznosságának szisztematikus tanulmányozását és bemutatását. „Az ötlet egy olyan kísérletből fakadt, amelyet már 2018-ban végeztünk Philipp Treutlein professzor laboratóriumában a Bázeli Egyetemen” – mondja Fadel.

„Ebben a kísérletben először tudtunk kvantumkormányzást mérni két felhő között, amelyek egyenként több száz hideg atomot tartalmaznak. Ezek után feltettük magunknak a kérdést, hogy lehet-e ezzel valami hasznosat kezdeni.” Munkájában Fadel szilárd matematikai alapot teremtett a kvantumirányítást erőforrásként használó valós mérési alkalmazások megvalósításához.

„Néhány egyszerű esetben már tudtuk, hogy kapcsolat van az EPR paradoxon és a precíziós mérések között” – mondja Treutlein. "De most van egy általános elméleti keretünk, amely alapján új kvantummetrológiai stratégiákat is kidolgozhatunk." A kutatók már dolgoznak Fadel ötleteinek kísérleti bemutatásán. A jövőben ez új, kvantumnövelt mérőeszközöket eredményezhet.

####

További információért kattintson a gombra itt

Elérhetőségek:
Reto Caluori
41-612-072 495-

@UniBasel_en

Ha van észrevétele, kérem Kapcsolat minket.

A tartalom pontosságáért kizárólag a sajtóközlemények kiadói felelősek, nem pedig a 7th Wave, Inc. vagy a Nanotechnology Now.

Könyvjelző: