Sterzo quantistico per misurazioni più precise

Ripubblicato da Platone

Seguaci: 0

Casa > Rassegna Stampa > Sterzo quantistico per misurazioni più precise

Le correlazioni Einstein-Podolski-Rosen possono essere utilizzate per misurazioni di precisione. (Immagine: Jurik Peter, Shutterstock)

Abstract:
I sistemi quantistici costituiti da diverse particelle possono essere utilizzati per misurare i campi magnetici o elettrici in modo più preciso. Un giovane fisico dell'Università di Basilea ha ora proposto un nuovo schema per tali misurazioni che utilizza un particolare tipo di correlazione tra le particelle quantistiche.

Sterzo quantistico per misurazioni più precise

Basilea, Svizzera | Pubblicato il 23 aprile 2021

Nell'informazione quantistica, gli agenti fittizi Alice e Bob sono spesso usati per illustrare compiti di comunicazione complessi. In uno di questi processi, Alice può utilizzare particelle quantistiche entangled come i fotoni per trasmettere o "teletrasportare" uno stato quantistico - sconosciuto anche a se stessa - a Bob, cosa che non è fattibile utilizzando le comunicazioni tradizionali.

Tuttavia, non è chiaro se il team Alice-Bob possa utilizzare stati quantistici simili per altre cose oltre alla comunicazione. Un giovane fisico dell'Università di Basilea ha ora mostrato come particolari tipi di stati quantistici possano essere usati per eseguire misurazioni con una precisione maggiore di quella che normalmente la fisica quantistica consentirebbe. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Communications.

Sterzo quantistico a distanza

Insieme a ricercatori in Gran Bretagna e Francia, il Dr. Matteo Fadel, che lavora presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Basilea, ha pensato a come affrontare i compiti di misura ad alta precisione con l'aiuto del cosiddetto sterzo quantistico.

La guida quantistica descrive il fatto che in alcuni stati quantistici di sistemi costituiti da due particelle, una misurazione sulla prima particella consente di fare previsioni più precise sui possibili risultati di misurazione sulla seconda particella rispetto a quanto la meccanica quantistica consentirebbe se solo la misurazione sulla seconda particella particella era stata prodotta. È come se la misurazione sulla prima particella avesse "guidato" lo stato della seconda.

Questo fenomeno è anche noto come paradosso EPR, dal nome di Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen, che lo descrissero per la prima volta nel 1935. Ciò che è notevole è che funziona anche se le particelle sono molto distanti perché sono quantomeccaniche ? impigliato? e possono sentirsi a distanza. Questo è anche ciò che consente ad Alice di trasmettere il suo stato quantistico a Bob nel teletrasporto quantistico.

"Per la guida quantistica, le particelle devono essere intrecciate l'una con l'altra in un modo molto particolare", spiega Fadel. "Eravamo interessati a capire se questo poteva essere utilizzato per effettuare misurazioni migliori". La procedura di misurazione che propone consiste nel fatto che Alice esegue una misurazione sulla sua particella e trasmette il risultato a Bob.

Grazie allo sterzo quantistico, Bob può quindi regolare il suo apparato di misurazione in modo tale che l'errore di misurazione sulla sua particella sia minore di quanto sarebbe stato senza le informazioni di Alice. In questo modo, Bob può misurare, ad esempio, i campi magnetici o elettrici che agiscono sulle sue particelle con alta precisione.

Studio sistematico delle misurazioni potenziate dallo sterzo

Lo studio di Fadel e dei suoi colleghi rende ora possibile studiare e dimostrare sistematicamente l'utilità dello sterzo quantistico per le applicazioni metrologiche. "L'idea è nata da un esperimento che abbiamo già fatto nel 2018 nel laboratorio del professor Philipp Treutlein all'Università di Basilea", afferma Fadel.

“In quell'esperimento, siamo stati in grado di misurare per la prima volta lo sterzo quantistico tra due nuvole contenenti ciascuna centinaia di atomi freddi. Dopodiché, ci siamo chiesti se fosse possibile fare qualcosa di utile con quello. " Nel suo lavoro, Fadel ha ora creato una solida base matematica per realizzare applicazioni di misurazione della vita reale che utilizzano la guida quantistica come risorsa.

"In alcuni semplici casi, sapevamo già che c'era una connessione tra il paradosso EPR e le misurazioni di precisione", afferma Treutlein. "Ma ora abbiamo un quadro teorico generale, in base al quale possiamo anche sviluppare nuove strategie per la metrologia quantistica". I ricercatori stanno già lavorando per dimostrare sperimentalmente le idee di Fadel. In futuro, ciò potrebbe portare a nuovi dispositivi di misurazione potenziati dal quantum.

####

Per ulteriori informazioni, si prega di cliccare qui

Contatti:
Reto Calori
41-612-072-495

@UniBasel_it

Se hai un commento, per favore Contatti di noi.

Gli emittenti di comunicati stampa, non 7th Wave, Inc. o Nanotechnology Now, sono gli unici responsabili dell'accuratezza del contenuto.

Segnalibro: