Quantum Steering For More Precise Measurements

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Acasă > Anunturi > Direcție cuantică pentru măsurători mai precise

Corelațiile Einstein-Podolski-Rosen pot fi utilizate pentru măsurători de precizie. (Imagine: Jurik Peter, Shutterstock)

Rezumat:
Sistemele cuantice constând din mai multe particule pot fi folosite pentru a măsura mai precis câmpurile magnetice sau electrice. Un tânăr fizician de la Universitatea din Basel a propus acum o nouă schemă pentru astfel de măsurători, care utilizează un anumit tip de corelație între particulele cuantice.

Direcție cuantică pentru măsurători mai precise

Basel, Elveția | Postat pe 23 aprilie 2021

În informațiile cuantice, agenții fictivi Alice și Bob sunt adesea folosiți pentru a ilustra sarcini complexe de comunicare. Într-un astfel de proces, Alice poate folosi particule cuantice încurcate, cum ar fi fotonii, pentru a transmite sau „teleporta” o stare cuantică – necunoscută chiar ea însăși – către Bob, ceva ce nu este fezabil folosind comunicațiile tradiționale.

Cu toate acestea, nu a fost clar dacă echipa Alice-Bob poate folosi stări cuantice similare pentru alte lucruri, în afară de comunicare. Un tânăr fizician de la Universitatea din Basel a arătat acum cum anumite tipuri de stări cuantice pot fi folosite pentru a efectua măsurători cu o precizie mai mare decât ar permite fizica cuantică în mod obișnuit. Rezultatele au fost publicate în revista științifică Nature Communications.

Direcție cuantică la distanță

Împreună cu cercetători din Marea Britanie și Franța, dr. Matteo Fadel, care lucrează la Departamentul de Fizică al Universității din Basel, s-a gândit la modul în care sarcinile de măsurare de înaltă precizie pot fi abordate cu ajutorul așa-numitei direcție cuantică.

Direcția cuantică descrie faptul că, în anumite stări cuantice ale sistemelor constând din două particule, o măsurătoare pe prima particulă permite să se facă predicții mai precise despre posibilele rezultate ale măsurătorilor pe a doua particulă decât ar permite mecanica cuantică dacă doar măsurarea pe a doua particulă. particulele fuseseră făcute. Este ca și cum măsurarea primei particule ar fi „dirijat” starea celei de-a doua.

Acest fenomen este cunoscut și sub numele de paradoxul EPR, numit după Albert Einstein, Boris Podolsky și Nathan Rosen, care l-au descris pentru prima dată în 1935. Ceea ce este remarcabil la el este că funcționează chiar dacă particulele sunt îndepărtate, deoarece sunt mecanic cuantic. ?încurcat? și se pot simți unul pe altul la distanță. Acesta este, de asemenea, ceea ce îi permite lui Alice să-i transmită lui Bob starea ei cuantică în teleportarea cuantică.

„Pentru direcția cuantică, particulele trebuie să fie încurcate unele cu altele într-un mod foarte special”, explică Fadel. „Am fost interesați să înțelegem dacă acest lucru ar putea fi folosit pentru a face măsurători mai bune.” Procedura de măsurare pe care o propune el constă în efectuarea de către Alice a unei măsurători asupra particulei sale și transmiterea rezultatului lui Bob.

Datorită direcției cuantice, Bob își poate ajusta apoi aparatul de măsurare astfel încât eroarea de măsurare a particulei sale să fie mai mică decât ar fi fost fără informațiile lui Alice. În acest fel, Bob poate măsura, de exemplu, câmpurile magnetice sau electrice care acționează asupra particulelor sale cu mare precizie.

Studiu sistematic al măsurătorilor îmbunătățite de direcție

Studiul lui Fadel și al colegilor săi face acum posibilă studierea și demonstrarea sistematică a utilității direcției cuantice pentru aplicații metrologice. „Ideea acestui lucru a apărut dintr-un experiment pe care l-am făcut deja în 2018 în laboratorul profesorului Philipp Treutlein de la Universitatea din Basel”, spune Fadel.

„În acel experiment, am putut măsura direcția cuantică pentru prima dată între doi nori care conțineau sute de atomi reci fiecare. După aceea, ne-am întrebat dacă ar fi posibil să facem ceva util cu asta.” În munca sa, Fadel a creat acum o bază matematică solidă pentru realizarea aplicațiilor de măsurare în viața reală care utilizează direcția cuantică ca resursă.

„În câteva cazuri simple, știam deja că există o legătură între paradoxul EPR și măsurătorile de precizie”, spune Treutlein. „Dar acum avem un cadru teoretic general, pe baza căruia putem dezvolta și noi strategii pentru metrologia cuantică.” Cercetătorii lucrează deja la demonstrarea experimentală a ideilor lui Fadel. În viitor, acest lucru ar putea duce la noi dispozitive de măsurare îmbunătățite cuantic.

####

Pentru mai multe informații, faceți clic pe aici

Contacte:
Reto Caluori
41-612-072-495

@UniBasel_en

Drepturi de autor © Universitatea din Basel

Dacă aveți un comentariu, vă rog Contact ne.

Emitenții de comunicate de știri, nu 7th Wave, Inc. sau Nanotechnology Now, sunt singuri responsabili pentru acuratețea conținutului.

Bookmark: