Quantum Steering For More Precise Measurements

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

Domov > Pritisnite > Kvantno krmiljenje za natančnejše meritve

Einstein-Podolski-Rosenove korelacije se lahko uporabljajo za natančne meritve. (Slika: Jurik Peter, Shutterstock)

Povzetek:
Kvantne sisteme, sestavljene iz več delcev, lahko uporabimo za natančnejše merjenje magnetnih ali električnih polj. Mladi fizik z univerze v Baslu je zdaj predlagal novo shemo za takšne meritve, ki uporablja posebno vrsto korelacije med kvantnimi delci.

Kvantno krmiljenje za natančnejše meritve

Basel, Švica | Objavljeno 23. aprila 2021

V kvantnih informacijah se fiktivna agenta Alice in Bob pogosto uporabljata za ponazoritev kompleksnih komunikacijskih nalog. V enem od takšnih procesov lahko Alice uporabi zapletene kvantne delce, kot so fotoni, za prenos ali »teleportacijo« kvantnega stanja – neznanega niti njej samemu – Bobu, kar ni izvedljivo z uporabo tradicionalnih komunikacij.

Vendar pa ni bilo jasno, ali lahko ekipa Alice-Bob uporablja podobna kvantna stanja za druge stvari poleg komunikacije. Mladi fizik na Univerzi v Baslu je zdaj pokazal, kako je mogoče uporabiti posebne vrste kvantnih stanj za izvajanje meritev z večjo natančnostjo, kot bi običajno dopuščala kvantna fizika. Rezultati so bili objavljeni v znanstveni reviji Nature Communications.

Kvantno krmiljenje na daljavo

Dr. Matteo Fadel, ki dela na oddelku za fiziko Univerze v Baslu, je skupaj z raziskovalci v Veliki Britaniji in Franciji razmišljal o tem, kako se je mogoče lotiti visoko natančnih merilnih nalog s pomočjo tako imenovanega kvantnega krmiljenja.

Kvantno krmiljenje opisuje dejstvo, da v določenih kvantnih stanjih sistemov, sestavljenih iz dveh delcev, meritev na prvem delcu omogoča natančnejše napovedi o možnih rezultatih meritev na drugem delcu, kot bi to dopuščala kvantna mehanika, če bi bila le meritev na drugem delcu. je bil narejen delec. To je tako, kot če bi meritev na prvem delcu "krmarila" stanje drugega.

Ta pojav je znan tudi kot paradoks EPR, poimenovan po Albertu Einsteinu, Borisu Podolskem in Nathanu Rosenu, ki so ga prvi opisali leta 1935. Zanimivo pri njem je, da deluje tudi, če so delci daleč drug od drugega, ker so kvantnomehansko ?zapletena? in čutita drug drugega na daljavo. To je tudi tisto, kar Alice omogoča, da prenese svoje kvantno stanje Bobu v kvantni teleportaciji.

"Za kvantno krmiljenje morajo biti delci med seboj zapleteni na zelo poseben način," pojasnjuje Fadel. "Zanimalo nas je, ali bi to lahko uporabili za boljše meritve." Merilni postopek, ki ga predlaga, je sestavljen iz tega, da Alice izvede meritev na svojem delcu in posreduje rezultat Bobu.

Zahvaljujoč kvantnemu krmiljenju lahko Bob prilagodi svojo merilno napravo tako, da je merilna napaka na njegovem delcu manjša, kot bi bila brez Alicinih informacij. Na ta način lahko Bob z visoko natančnostjo meri na primer magnetna ali električna polja, ki delujejo na njegove delce.

Sistematična študija meritev izboljšanega krmiljenja

Študija Fadela in njegovih kolegov zdaj omogoča sistematično preučevanje in dokazovanje uporabnosti kvantnega krmiljenja za meroslovne aplikacije. "Ideja za to je nastala iz eksperimenta, ki smo ga že izvedli leta 2018 v laboratoriju profesorja Philippa Treutleina na Univerzi v Baslu," pravi Fadel.

»V tem eksperimentu smo lahko prvič izmerili kvantno krmiljenje med dvema oblakoma, od katerih je vsak vseboval na stotine hladnih atomov. Po tem smo se vprašali, ali je mogoče s tem narediti kaj koristnega.” V svojem delu je Fadel zdaj ustvaril trdno matematično osnovo za realizacijo merilnih aplikacij v resničnem življenju, ki uporabljajo kvantno krmiljenje kot vir.

»V nekaj preprostih primerih smo že vedeli, da obstaja povezava med paradoksom EPR in natančnimi meritvami,« pravi Treutlein. "Toda zdaj imamo splošen teoretični okvir, na podlagi katerega lahko razvijemo tudi nove strategije za kvantno meroslovje." Raziskovalci že delajo na eksperimentalni predstavitvi Fadelovih idej. V prihodnosti bi to lahko povzročilo nove kvantno izboljšane merilne naprave.

####

Za več informacij kliknite tukaj

Kontakt:
Reto Caluori
41-612-072-495

@UniBasel_en

Če imate komentar, prosim Kontakt nas.

Izdajalci novic, ne 7th Wave, Inc. ali Nanotechnology Now, so izključno odgovorni za točnost vsebine.

Zaznamek: