Chỉ đạo lượng tử cho các phép đo chính xác hơn

Nút nguồn: 827287

Trang Chủ > Ấn Bản > Quantum steering for more precise measurements

Einstein-Podolski-Rosen correlations can be used for precision measurements. (Image: Jurik Peter, Shutterstock)
Einstein-Podolski-Rosen correlations can be used for precision measurements. (Image: Jurik Peter, Shutterstock)

Tóm tắt:
Quantum systems consisting of several particles can be used to measure magnetic or electric fields more precisely. A young physicist at the University of Basel has now proposed a new scheme for such measurements that uses a particular kind of correlation between quantum particles.

Chỉ đạo lượng tử cho các phép đo chính xác hơn


Basel, Switzerland | Posted on April 23rd, 2021

In quantum information, the fictitious agents Alice and Bob are often used to illustrate complex communication tasks. In one such process, Alice can use entangled quantum particles such as photons to transmit or “teleport” a quantum state – unknown even to herself – to Bob, something that is not feasible using traditional communications.

However, it has been unclear whether the team Alice-Bob can use similar quantum states for other things besides communication. A young physicist at the University of Basel has now shown how particular types of quantum states can be used to perform measurements with higher precision than quantum physics would ordinarily allow. The results have been published in the scientific journal Nature Communications.

Quantum steering at a distance

Together with researchers in Great Britain and France, Dr. Matteo Fadel, who works at the Physics Department of the University of Basel, has thought about how high-precision measurement tasks can be tackled with the help of so-called quantum steering.

Quantum steering describes the fact that in certain quantum states of systems consisting of two particles, a measurement on the first particle allows one to make more precise predictions about possible measurement results on the second particle than quantum mechanics would allow if only the measurement on the second particle had been made. It is just as if the measurement on the first particle had “steered” the state of the second one.

This phenomenon is also known as the EPR paradox, named after Albert Einstein, Boris Podolsky and Nathan Rosen, who first described it in 1935. What is remarkable about it is that it works even if the particles are far apart because they are quantum-mechanically ?entangled? and can feel each other at a distance. This is also what allows Alice to transmit her quantum state to Bob in quantum teleportation.

“For quantum steering, the particles have to be entangled with each other in a very particular fashion,” Fadel explains. “We were interested in understanding whether this could be used for making better measurements.” The measurement procedure he proposes consists of Alice’s performing a measurement on her particle and transmitting the result to Bob.

Thanks to quantum steering, Bob can then adjust his measurement apparatus such that the measurement error on his particle is smaller than it would have been without Alice’s information. In this way, Bob can measure, for instance, magnetic or electric fields acting on his particles with high precision.

Systematic study of steering-enhanced measurements

The study of Fadel and his colleagues now makes it possible to systematically study and demonstrate the usefulness of quantum steering for metrological applications. “The idea for this arose from an experiment we already did in 2018 in the laboratory of Professor Philipp Treutlein at the University of Basel,” says Fadel.

“In that experiment, we were able to measure quantum steering for the first time between two clouds containing hundreds of cold atoms each. After that, we asked ourselves whether it might be possible to do something useful with that.” In his work, Fadel has now created a solid mathematical basis for realizing real-life measurement applications that use quantum steering as a resource.

“In a few simple cases, we already knew that there was a connection between the EPR paradox and precision measurements,” Treutlein says. “But now we have a general theoretical framework, based on which we can also develop new strategies for quantum metrology.” Researchers are already working on demonstrating Fadel’s ideas experimentally. In the future, this could result in new quantum-enhanced measurement devices.

####

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Reto Caluori
41-612-072-495

@UniBasel_en

Copyright © University of Basel

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark:
Thơm ngon Digg Newsvine Google Yahoo Reddit Hoa mộc lan lông thú Facebook

Liên kết liên quan

BÀI VIẾT LIÊN QUAN

Tin tức liên quan

Vật lý lượng tử

Các nhà nghiên cứu nhận ra chuyển đổi tần số hiệu quả cao trên chip quang tử tích hợp Tháng Tư 23rd, 2021

Chiếu ánh sáng trên phim perovskite: Vật liệu hiệu quả cho pin mặt trời trong tương lai - Mô hình mới để xác định hiệu suất lượng tử phát quang Tháng 16th, 2021

Lượng tử kỳ quặc tạo ra hiệu ứng từ trường khổng lồ, nơi không nên tồn tại: Nghiên cứu mở ra cánh cửa vào cảnh quan của vật chất tôpô cực đoan Tháng 1st, 2021

Tin tức và thông tin

Một nền tảng dễ sử dụng là một cổng vào AI trong kính hiển vi Tháng Tư 23rd, 2021

Với thiết bị quang học mới, các kỹ sư có thể tinh chỉnh màu sắc của ánh sáng Tháng Tư 23rd, 2021

Các ion bạc nhanh lên, sau đó đợi khi chúng phân tán: Các nhà hóa học gạo cho thấy sự giải phóng theo giai đoạn của các ion từ các hạt nano bạc vàng có thể là đặc tính hữu ích Tháng Tư 23rd, 2021

Vật liệu tổng hợp giống như gelatin bắt chước độ căng và sức mạnh của phần dưới bụng tôm hùm: Cấu trúc của màng có thể cung cấp kế hoạch chi tiết cho các mô nhân tạo mạnh mẽ Tháng Tư 23rd, 2021

Vật lý

Các thí nghiệm đặt ra nghi ngờ về sự tồn tại của chất lỏng spin lượng tử Tháng Tư 21st, 2021

Thiết bị nano mới cho công nghệ spin: Sóng spin có thể mở khóa thế hệ công nghệ máy tính tiếp theo, một thành phần mới cho phép các nhà vật lý điều khiển chúng Tháng Tư 16th, 2021

Hạt nhân nguyên tử trong vòng xoay lượng tử: Việc kiểm soát cực kỳ chính xác các kích thích hạt nhân mở ra khả năng của đồng hồ nguyên tử siêu chính xác và pin hạt nhân mạnh mẽ Tháng Hai 19th, 2021

D-Wave thể hiện lợi thế về hiệu suất trong mô phỏng lượng tử của từ tính kỳ lạ: Máy tính lượng tử ủ hoàn toàn có thể lập trình cho thấy tốc độ tăng gấp 3 triệu lần so với CPU cổ điển trong một ứng dụng thực tế Tháng Hai 19th, 2021

Truyền thông lượng tử

Hạt nhân nguyên tử trong vòng xoay lượng tử: Việc kiểm soát cực kỳ chính xác các kích thích hạt nhân mở ra khả năng của đồng hồ nguyên tử siêu chính xác và pin hạt nhân mạnh mẽ Tháng Hai 19th, 2021

Các nhà nghiên cứu nhận ra thế hệ dịch chuyển lượng tử chiều cao hiệu quả Tháng Một 14th, 2021

Tương lai có thể

Các nhà nghiên cứu nhận ra chuyển đổi tần số hiệu quả cao trên chip quang tử tích hợp Tháng Tư 23rd, 2021

Một nền tảng dễ sử dụng là một cổng vào AI trong kính hiển vi Tháng Tư 23rd, 2021

Các ion bạc nhanh lên, sau đó đợi khi chúng phân tán: Các nhà hóa học gạo cho thấy sự giải phóng theo giai đoạn của các ion từ các hạt nano bạc vàng có thể là đặc tính hữu ích Tháng Tư 23rd, 2021

Vật liệu tổng hợp giống như gelatin bắt chước độ căng và sức mạnh của phần dưới bụng tôm hùm: Cấu trúc của màng có thể cung cấp kế hoạch chi tiết cho các mô nhân tạo mạnh mẽ Tháng Tư 23rd, 2021

Khám phá

Một nền tảng dễ sử dụng là một cổng vào AI trong kính hiển vi Tháng Tư 23rd, 2021

Với thiết bị quang học mới, các kỹ sư có thể tinh chỉnh màu sắc của ánh sáng Tháng Tư 23rd, 2021

Các ion bạc nhanh lên, sau đó đợi khi chúng phân tán: Các nhà hóa học gạo cho thấy sự giải phóng theo giai đoạn của các ion từ các hạt nano bạc vàng có thể là đặc tính hữu ích Tháng Tư 23rd, 2021

Vật liệu tổng hợp giống như gelatin bắt chước độ căng và sức mạnh của phần dưới bụng tôm hùm: Cấu trúc của màng có thể cung cấp kế hoạch chi tiết cho các mô nhân tạo mạnh mẽ Tháng Tư 23rd, 2021

Thông báo

Với thiết bị quang học mới, các kỹ sư có thể tinh chỉnh màu sắc của ánh sáng Tháng Tư 23rd, 2021

Các ion bạc nhanh lên, sau đó đợi khi chúng phân tán: Các nhà hóa học gạo cho thấy sự giải phóng theo giai đoạn của các ion từ các hạt nano bạc vàng có thể là đặc tính hữu ích Tháng Tư 23rd, 2021

Vật liệu tổng hợp giống như gelatin bắt chước độ căng và sức mạnh của phần dưới bụng tôm hùm: Cấu trúc của màng có thể cung cấp kế hoạch chi tiết cho các mô nhân tạo mạnh mẽ Tháng Tư 23rd, 2021

CEA-Leti công bố dự án của EU để bắt chước quá trình xử lý nhiều lần trong hệ thống thần kinh sinh học: Các ứng dụng được nhắm mục tiêu bao gồm giám sát môi trường phân tán chiều cao, vi mạch chẩn đoán y tế có thể cấy ghép, thiết bị điện tử đeo được & giao diện người / máy tính Tháng Tư 23rd, 2021

Phỏng vấn / Đánh giá sách / Tiểu luận / Báo cáo / Podcast / Tạp chí / Sách trắng / Áp phích

Các nhà nghiên cứu nhận ra chuyển đổi tần số hiệu quả cao trên chip quang tử tích hợp Tháng Tư 23rd, 2021

Một nền tảng dễ sử dụng là một cổng vào AI trong kính hiển vi Tháng Tư 23rd, 2021

Với thiết bị quang học mới, các kỹ sư có thể tinh chỉnh màu sắc của ánh sáng Tháng Tư 23rd, 2021

Vật liệu tổng hợp giống như gelatin bắt chước độ căng và sức mạnh của phần dưới bụng tôm hùm: Cấu trúc của màng có thể cung cấp kế hoạch chi tiết cho các mô nhân tạo mạnh mẽ Tháng Tư 23rd, 2021

Khoa học nano lượng tử

Chiếu ánh sáng trên phim perovskite: Vật liệu hiệu quả cho pin mặt trời trong tương lai - Mô hình mới để xác định hiệu suất lượng tử phát quang Tháng 16th, 2021

Các nhà khoa học chế tạo sợi cáp nhỏ nhất chứa công tắc quay Tháng 12th, 2021

Đưa các nguyên tử về trạng thái bế tắc: NIST Thu nhỏ Laser Làm mát Tháng Giêng Tháng Một 21st, 2021

Các nhà vật lý đề xuất một lý thuyết mới để giải thích sự hình thành chất lỏng lượng tử một chiều Tháng Một 15th, 2021

Nguồn: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56661

Dấu thời gian:

Thêm từ Công nghệ nano bây giờ