Quantum Steering For More Precise Measurements

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Trang Chủ > Ấn Bản > Điều khiển lượng tử để đo chính xác hơn

Mối tương quan Einstein-Podolski-Rosen có thể được sử dụng để đo lường chính xác. (Ảnh: Jurik Peter, Shutterstock)

Tóm tắt:
Các hệ lượng tử bao gồm một số hạt có thể được sử dụng để đo từ trường hoặc điện trường chính xác hơn. Một nhà vật lý trẻ tại Đại học Basel vừa đề xuất một sơ đồ mới cho những phép đo như vậy sử dụng một loại tương quan đặc biệt giữa các hạt lượng tử.

Chỉ đạo lượng tử cho các phép đo chính xác hơn

Basel, Thụy Sĩ | Đăng vào ngày 23 tháng 2021 năm XNUMX

Trong thông tin lượng tử, các tác nhân hư cấu Alice và Bob thường được sử dụng để minh họa các nhiệm vụ giao tiếp phức tạp. Trong một quá trình như vậy, Alice có thể sử dụng các hạt lượng tử vướng víu như photon để truyền hoặc “dịch chuyển tức thời” một trạng thái lượng tử – ngay cả chính cô cũng không biết – tới Bob, một điều không khả thi khi sử dụng phương tiện liên lạc truyền thống.

Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu nhóm Alice-Bob có thể sử dụng các trạng thái lượng tử tương tự cho những mục đích khác ngoài giao tiếp hay không. Một nhà vật lý trẻ tại Đại học Basel hiện đã chỉ ra cách có thể sử dụng các loại trạng thái lượng tử cụ thể để thực hiện các phép đo với độ chính xác cao hơn vật lý lượng tử thường cho phép. Kết quả đã được công bố trên tạp chí khoa học Nature Communications.

Chỉ đạo lượng tử ở khoảng cách xa

Cùng với các nhà nghiên cứu ở Anh và Pháp, Tiến sĩ Matteo Fadel, người làm việc tại Khoa Vật lý của Đại học Basel, đã nghĩ về cách có thể giải quyết các nhiệm vụ đo lường có độ chính xác cao với sự trợ giúp của cái gọi là sự điều khiển lượng tử.

Điều khiển lượng tử mô tả thực tế là trong một số trạng thái lượng tử nhất định của các hệ gồm hai hạt, một phép đo trên hạt thứ nhất cho phép người ta đưa ra những dự đoán chính xác hơn về các kết quả đo có thể có ở hạt thứ hai so với cơ học lượng tử sẽ cho phép nếu chỉ phép đo ở hạt thứ hai. hạt đã được tạo ra. Nó giống như thể phép đo trên hạt thứ nhất đã “điều khiển” trạng thái của hạt thứ hai.

Hiện tượng này còn được gọi là nghịch lý EPR, được đặt theo tên của Albert Einstein, Boris Podolsky và Nathan Rosen, những người lần đầu tiên mô tả nó vào năm 1935. Điều đáng chú ý là nó hoạt động ngay cả khi các hạt ở xa nhau vì chúng có tính chất cơ học lượng tử. ?vấn đề? và có thể cảm nhận được nhau ở khoảng cách xa. Đây cũng là điều cho phép Alice truyền trạng thái lượng tử của mình cho Bob trong dịch chuyển tức thời lượng tử.

Fadel giải thích: “Để điều khiển lượng tử, các hạt phải vướng víu với nhau theo một kiểu rất đặc biệt. “Chúng tôi quan tâm tìm hiểu xem liệu điều này có thể được sử dụng để thực hiện các phép đo tốt hơn hay không.” Quy trình đo mà anh ấy đề xuất bao gồm việc Alice thực hiện phép đo trên hạt của cô ấy và truyền kết quả cho Bob.

Nhờ điều khiển lượng tử, Bob sau đó có thể điều chỉnh thiết bị đo của mình sao cho sai số đo trên hạt của anh ấy nhỏ hơn so với khi không có thông tin của Alice. Bằng cách này, Bob có thể đo từ trường hoặc điện trường tác dụng lên các hạt của mình với độ chính xác cao.

Nghiên cứu có hệ thống các phép đo tăng cường lái

Nghiên cứu của Fadel và các cộng sự của ông giờ đây giúp người ta có thể nghiên cứu một cách có hệ thống và chứng minh tính hữu ích của việc điều khiển lượng tử đối với các ứng dụng đo lường. Fadel cho biết: “Ý tưởng cho điều này nảy sinh từ một thí nghiệm mà chúng tôi đã thực hiện vào năm 2018 trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Philipp Treutlein tại Đại học Basel.

“Trong thí nghiệm đó, lần đầu tiên chúng tôi có thể đo được sự điều khiển lượng tử giữa hai đám mây chứa hàng trăm nguyên tử lạnh mỗi đám mây. Sau đó, chúng tôi tự hỏi liệu có thể làm được điều gì hữu ích với điều đó hay không.” Trong công việc của mình, Fadel hiện đã tạo ra một cơ sở toán học vững chắc để hiện thực hóa các ứng dụng đo lường trong đời thực sử dụng phương pháp điều khiển lượng tử làm tài nguyên.

Treutlein nói: “Trong một vài trường hợp đơn giản, chúng tôi đã biết rằng có mối liên hệ giữa nghịch lý EPR và các phép đo chính xác”. “Nhưng bây giờ chúng tôi đã có một khuôn khổ lý thuyết chung, dựa vào đó chúng tôi cũng có thể phát triển các chiến lược mới cho đo lường lượng tử.” Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực chứng minh ý tưởng của Fadel bằng thực nghiệm. Trong tương lai, điều này có thể tạo ra các thiết bị đo lường tăng cường lượng tử mới.

####

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

Liên hệ:
Reto Caluori
41-612-072-495

@UniBasel_en

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: