היגוי קוונטי למדידות מדויקות יותר

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > היגוי קוונטי למדידות מדויקות יותר

ניתן להשתמש במתאמים של איינשטיין-פודולסקי-רוזן למדידות מדויקות. (תמונה: Jurik Peter, Shutterstock)

תקציר:
ניתן להשתמש במערכות קוונטיות המורכבות ממספר חלקיקים למדידת שדות מגנטיים או חשמליים בצורה מדויקת יותר. פיזיקאי צעיר מאוניברסיטת באזל הציע כעת תכנית חדשה למדידות כאלה המשתמשת בסוג מסוים של מתאם בין חלקיקים קוונטיים.

היגוי קוונטי למדידות מדויקות יותר

באזל, שוויץ | פורסם ב-23 באפריל, 2021

במידע קוונטי, הסוכנים הפיקטיביים אליס ובוב משמשים לעתים קרובות כדי להמחיש משימות תקשורת מורכבות. בתהליך אחד כזה, אליס יכולה להשתמש בחלקיקים קוונטיים סבוכים כמו פוטונים כדי לשדר או "טלפורט" מצב קוונטי - לא ידוע אפילו לעצמה - לבוב, דבר שאינו בר ביצוע באמצעות תקשורת מסורתית.

עם זאת, לא היה ברור אם הצוות אליס-בוב יכול להשתמש במצבים קוונטיים דומים לדברים אחרים מלבד תקשורת. פיזיקאי צעיר מאוניברסיטת באזל הראה כעת כיצד ניתן להשתמש בסוגים מסוימים של מצבים קוונטיים כדי לבצע מדידות בדיוק גבוה יותר ממה שהפיזיקה הקוונטית מאפשרת בדרך כלל. התוצאות פורסמו בכתב העת המדעי Nature Communications.

היגוי קוונטי מרחוק

יחד עם חוקרים בבריטניה ובצרפת, ד"ר מתאו פאדל, שעובד במחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת באזל, חשב כיצד ניתן להתמודד עם משימות מדידה ברמת דיוק גבוהה בעזרת מה שנקרא היגוי קוונטי.

היגוי קוונטי מתאר את העובדה שבמצבים קוונטיים מסוימים של מערכות המורכבות משני חלקיקים, מדידה על החלקיק הראשון מאפשרת לבצע תחזיות מדויקות יותר לגבי תוצאות מדידה אפשריות על החלקיק השני מאשר מכניקת הקוונטים הייתה מאפשרת לו רק המדידה על החלקיק השני. נוצר חלקיק. זה ממש כאילו המדידה על החלקיק הראשון "ניהתה" את המצב של החלק השני.

תופעה זו ידועה גם כפרדוקס ה-EPR, על שם אלברט איינשטיין, בוריס פודולסקי ונתן רוזן, שתיארו אותה לראשונה בשנת 1935. מה שמדהים בה הוא שהיא פועלת גם אם החלקיקים רחוקים זה מזה מכיוון שהם קוונטית-מכנית. ?סָבוּך? ויכולים להרגיש אחד את השני מרחוק. זה גם מה שמאפשר לאליס להעביר לבוב את המצב הקוונטי שלה בטלפורטציה קוונטית.

"עבור היגוי קוונטי, החלקיקים צריכים להיות מסובכים זה עם זה בצורה מאוד מסוימת", מסביר פאדל. "היינו מעוניינים להבין אם זה יכול לשמש לביצוע מדידות טובות יותר." הליך המדידה שהוא מציע מורכב מכך של אליס מבצעת מדידה על החלקיק שלה ומשדרת את התוצאה לבוב.

הודות להיגוי קוונטי, בוב יכול אז להתאים את מכשיר המדידה שלו כך ששגיאת המדידה על החלקיק שלו תהיה קטנה יותר ממה שהייתה ללא המידע של אליס. בדרך זו, בוב יכול למדוד, למשל, שדות מגנטיים או חשמליים הפועלים על החלקיקים שלו בדיוק רב.

מחקר שיטתי של מדידות משופרות היגוי

המחקר של פאדל ועמיתיו מאפשר כעת ללמוד ולהדגים באופן שיטתי את התועלת של היגוי קוונטי עבור יישומים מטרולוגיים. "הרעיון לכך עלה מניסוי שכבר עשינו ב-2018 במעבדתו של פרופסור פיליפ טרוטליין באוניברסיטת באזל", אומר פאדל.

"בניסוי ההוא, הצלחנו למדוד היגוי קוונטי לראשונה בין שני עננים המכילים מאות אטומים קרים כל אחד. אחרי זה שאלנו את עצמנו אם אפשר לעשות עם זה משהו מועיל". בעבודתו, פאדל יצר כעת בסיס מתמטי מוצק למימוש יישומי מדידה מהחיים האמיתיים המשתמשים בהיגוי קוונטי כמשאב.

"בכמה מקרים פשוטים, כבר ידענו שיש קשר בין פרדוקס ה-EPR לבין מדידות דיוק", אומר טרוטליין. "אבל עכשיו יש לנו מסגרת תיאורטית כללית, שעל פיה אנחנו יכולים גם לפתח אסטרטגיות חדשות למטרולוגיה קוונטית." חוקרים כבר עובדים על הדגמת רעיונותיו של פאדל בניסוי. בעתיד, זה עלול לגרום להתקני מדידה חדשים משופרים קוונטיים.

####

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
Reto Caluori
41-612-072-495

@UniBasel_en

זכויות יוצרים © אוניברסיטת באזל

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: