Nanoteknoloji Şimdi

Daha hassas ölçümler için kuantum yönlendirme

Nano TeknolojiZaman Damgası: 24 Nisan 2021 3:14

Kaynak Düğüm: 827287

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Ana Sayfa > Basın > Daha hassas ölçümler için kuantum yönlendirme

Hassas ölçümler için Einstein-Podolski-Rosen korelasyonları kullanılabilir. (Resim: Jurik Peter, Shutterstock)

Özet:
Manyetik veya elektrik alanlarını daha hassas ölçmek için birkaç parçacıktan oluşan kuantum sistemleri kullanılabilir. Basel Üniversitesi'nden genç bir fizikçi, bu tür ölçümler için kuantum parçacıkları arasındaki belirli bir tür korelasyonu kullanan yeni bir şema önerdi.

Daha hassas ölçümler için kuantum yönlendirme

Basel, İsviçre | 23 Nisan 2021'de yayınlandı

Kuantum bilgisinde, hayali ajanlar Alice ve Bob sıklıkla karmaşık iletişim görevlerini göstermek için kullanılır. Böyle bir süreçte Alice, kendisinin bile bilmediği bir kuantum durumunu Bob'a iletmek veya "ışınlamak" için fotonlar gibi dolaşmış kuantum parçacıklarını kullanabilir; bu, geleneksel iletişim kullanılarak mümkün olmayan bir şeydir.

Ancak Alice-Bob ekibinin benzer kuantum durumlarını iletişim dışında başka şeyler için kullanıp kullanamayacağı henüz belli değil. Basel Üniversitesi'ndeki genç bir fizikçi, kuantum fiziğinin normalde izin verebileceğinden daha yüksek hassasiyetle ölçümler gerçekleştirmek için belirli türdeki kuantum durumlarının nasıl kullanılabileceğini gösterdi. Sonuçlar bilimsel dergi Nature Communications'da yayınlandı.

Uzaktan kuantum yönlendirme

Basel Üniversitesi Fizik Bölümü'nde çalışan Dr. Matteo Fadel, Büyük Britanya ve Fransa'daki araştırmacılarla birlikte, yüksek hassasiyetli ölçüm görevlerinin kuantum yönlendirme yardımıyla nasıl üstesinden gelinebileceği üzerine düşündü.

Kuantum yönlendirme, iki parçacıktan oluşan sistemlerin belirli kuantum durumlarında, birinci parçacık üzerinde yapılan bir ölçümün, ikinci parçacık üzerindeki olası ölçüm sonuçları hakkında, yalnızca ikinci parçacıktaki ölçümün kuantum mekaniğinin izin vereceğinden daha kesin tahminler yapılmasına olanak tanıdığı gerçeğini açıklar. parçacık yapılmıştır. Sanki birinci parçacığın ölçümü ikinci parçacığın durumunu “yönlendirmiş” gibi.

Bu fenomen aynı zamanda EPR paradoksu olarak da bilinir ve adını, onu ilk kez 1935'te tanımlayan Albert Einstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen'den alır. Bu fenomenin dikkat çekici yanı, kuantum mekaniği nedeniyle parçacıklar birbirlerinden çok uzakta olsa bile işe yaramasıdır. ?dolaşmış? ve birbirlerini uzaktan hissedebilirler. Bu aynı zamanda Alice'in kuantum ışınlamada kuantum durumunu Bob'a iletmesine olanak tanıyan şeydir.

Fadel, "Kuantum yönlendirmesi için parçacıkların birbirleriyle çok özel bir şekilde dolaşması gerekiyor" diye açıklıyor. "Bunun daha iyi ölçümler yapmak için kullanılıp kullanılamayacağını anlamak istiyorduk." Önerdiği ölçüm prosedürü, Alice'in kendi parçacığı üzerinde bir ölçüm yapması ve sonucu Bob'a iletmesinden ibarettir.

Kuantum yönlendirmesi sayesinde Bob, ölçüm cihazını, parçacığındaki ölçüm hatasının Alice'in bilgisi olmadan olacağından daha küçük olacak şekilde ayarlayabilir. Bu şekilde Bob, örneğin parçacıklarına etki eden manyetik veya elektrik alanlarını yüksek hassasiyetle ölçebilir.

Direksiyonla geliştirilmiş ölçümlerin sistematik çalışması

Fadel ve meslektaşlarının çalışması artık sistematik olarak çalışmayı ve metrolojik uygulamalar için kuantum yönlendirmenin yararlılığını göstermeyi mümkün kılıyor. Fadel, "Bunun fikri, 2018'de Basel Üniversitesi'nde Profesör Philipp Treutlein'in laboratuvarında yaptığımız bir deneyden ortaya çıktı" diyor.

"Bu deneyde, her biri yüzlerce soğuk atom içeren iki bulut arasındaki kuantum yönlendirmeyi ilk kez ölçebildik. Daha sonra kendimize bununla faydalı bir şeyler yapmanın mümkün olup olmadığını sorduk.” Fadel, çalışmasında artık kuantum yönlendirmeyi kaynak olarak kullanan gerçek hayattaki ölçüm uygulamalarını gerçekleştirmek için sağlam bir matematiksel temel oluşturdu.

Treutlein, "Birkaç basit durumda, EPR paradoksu ile hassas ölçümler arasında bir bağlantı olduğunu zaten biliyorduk" diyor. "Fakat artık kuantum metrolojisi için yeni stratejiler geliştirebileceğimiz genel bir teorik çerçeveye sahibiz." Araştırmacılar halihazırda Fadel'in fikirlerini deneysel olarak göstermeye çalışıyorlar. Gelecekte bu, kuantumla geliştirilmiş yeni ölçüm cihazlarının ortaya çıkmasına neden olabilir.

####

Daha fazla bilgi için lütfen tıklayın okuyun

İletişim:
Reto Caluori
41-612-072-495

@UniBasel_tr

Telif hakkı © Basel Üniversitesi

Bir yorumunuz varsa, lütfen İletişim bize.

7th Wave, Inc. veya Nanotechnology Now değil, haber bültenleri yayıncıları yalnızca içeriğin doğruluğundan sorumludur.

Yer imi: