Quantum Steering For More Precise Measurements

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Beranda > Tekan > Kemudi kuantum untuk pengukuran yang lebih presisi

Korelasi Einstein-Podolski-Rosen dapat digunakan untuk pengukuran presisi. (Gambar: Jurik Peter, Shutterstock)

Abstrak:
Sistem kuantum yang terdiri dari beberapa partikel dapat digunakan untuk mengukur medan magnet atau listrik dengan lebih tepat. Seorang fisikawan muda di University of Basel kini telah mengusulkan skema baru untuk pengukuran semacam itu yang menggunakan jenis korelasi tertentu antara partikel kuantum.

Kemudi kuantum untuk pengukuran yang lebih presisi

Basel, Swiss | Diposting pada 23 April 2021

Dalam informasi kuantum, agen fiktif Alice dan Bob sering digunakan untuk menggambarkan tugas komunikasi yang kompleks. Dalam satu proses seperti itu, Alice dapat menggunakan partikel kuantum terjerat seperti foton untuk mengirimkan atau "menteleportasi" status kuantum - bahkan tidak diketahui oleh dirinya sendiri - ke Bob, sesuatu yang tidak mungkin dilakukan dengan menggunakan komunikasi tradisional.

Namun, belum jelas apakah tim Alice-Bob dapat menggunakan status kuantum serupa untuk hal lain selain komunikasi. Seorang fisikawan muda di University of Basel kini telah menunjukkan bagaimana jenis keadaan kuantum tertentu dapat digunakan untuk melakukan pengukuran dengan presisi yang lebih tinggi daripada yang biasanya diizinkan oleh fisika kuantum. Hasilnya telah dipublikasikan di jurnal ilmiah Nature Communications.

Kemudi kuantum di kejauhan

Bersama dengan para peneliti di Inggris Raya dan Prancis, Dr. Matteo Fadel, yang bekerja di Departemen Fisika Universitas Basel, telah memikirkan tentang bagaimana tugas pengukuran presisi tinggi dapat ditangani dengan bantuan apa yang disebut kemudi kuantum.

Pengemudian kuantum menggambarkan fakta bahwa dalam keadaan kuantum tertentu dari sistem yang terdiri dari dua partikel, pengukuran pada partikel pertama memungkinkan seseorang membuat prediksi yang lebih tepat tentang kemungkinan hasil pengukuran pada partikel kedua daripada yang dimungkinkan oleh mekanika kuantum jika hanya pengukuran pada partikel kedua. partikel telah dibuat. Seolah-olah pengukuran pada partikel pertama telah "mengarahkan" status partikel kedua.

Fenomena ini juga dikenal sebagai paradoks EPR, dinamai menurut Albert Einstein, Boris Podolsky, dan Nathan Rosen, yang pertama kali mendeskripsikannya pada tahun 1935. Yang luar biasa dari fenomena ini adalah bahwa ia bekerja meskipun partikelnya berjauhan karena mereka secara kuantum-mekanis ? terjerat? dan bisa merasakan satu sama lain dari kejauhan. Ini juga yang memungkinkan Alice mengirimkan status kuantumnya ke Bob dalam teleportasi kuantum.

"Untuk pengemudian kuantum, partikel harus terjerat satu sama lain dengan cara yang sangat khusus," jelas Fadel. "Kami tertarik untuk memahami apakah ini dapat digunakan untuk membuat pengukuran yang lebih baik." Prosedur pengukuran yang dia usulkan terdiri dari Alice yang melakukan pengukuran pada partikelnya dan mengirimkan hasilnya ke Bob.

Berkat kemudi kuantum, Bob kemudian dapat menyesuaikan alat ukurnya sedemikian rupa sehingga kesalahan pengukuran pada partikelnya lebih kecil daripada yang terjadi tanpa informasi Alice. Dengan cara ini, Bob dapat mengukur, misalnya, medan magnet atau listrik yang bekerja pada partikelnya dengan presisi tinggi.

Studi sistematis tentang pengukuran yang ditingkatkan kemudi

Studi tentang Fadel dan rekan-rekannya sekarang memungkinkan untuk mempelajari secara sistematis dan mendemonstrasikan kegunaan kemudi kuantum untuk aplikasi metrologi. “Ide untuk ini muncul dari percobaan yang telah kami lakukan pada tahun 2018 di laboratorium Profesor Philipp Treutlein di Universitas Basel,” kata Fadel.

“Dalam eksperimen itu, kami dapat mengukur kemudi kuantum untuk pertama kalinya antara dua awan yang masing-masing berisi ratusan atom dingin. Setelah itu, kami bertanya pada diri sendiri apakah mungkin melakukan sesuatu yang berguna dengan itu. ” Dalam karyanya, Fadel kini telah menciptakan dasar matematika yang kokoh untuk mewujudkan aplikasi pengukuran kehidupan nyata yang menggunakan kemudi kuantum sebagai sumber daya.

“Dalam beberapa kasus sederhana, kami sudah tahu bahwa ada hubungan antara paradoks EPR dan pengukuran presisi,” kata Treutlein. "Tapi sekarang kami memiliki kerangka teori umum, yang menjadi dasar kami juga dapat mengembangkan strategi baru untuk metrologi kuantum." Para peneliti sedang berusaha mendemonstrasikan ide-ide Fadel secara eksperimental. Di masa depan, ini dapat menghasilkan perangkat pengukuran kuantum yang ditingkatkan.

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
Reto Kaloori
+41 612 072

@UniBaselen

Hak Cipta © University of Basel

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: