Специалисты из Национального университета Сингапура разработали инновационный метод в сфере квантовой метрологии. Эта область науки использует принципы квантовой физики для достижения высочайшей точности измерений. Такой подход может стать основой для создания более чувствительных датчиков и технологий, способных регистрировать очень слабые сигналы. Это особенно важно, например, для навигационных систем.
Квантовая метрология использует свойства микромира для преодоления ограничений классических измерений, часто с помощью запутанных состояний, таких как GHZ. Однако их создание и поддержание сложно из-за нестабильности.
Команда профессора Гуна Цзяньбина из Национального университета Сингапура предложила решение с использованием квантового волчка с периодическими толчками. Начальное состояние – когерентная спиновая конфигурация SU(2), которая легче создается и устойчива к внешним воздействиям.
Периодические возмущения преобразуют состояние в запутанное, накапливая полезную информацию. При резонансе происходит возврат к исходной конфигурации благодаря квантовому рецидиву. Эта обратимая динамика позволяет достичь высокой точности измерений, сравнимой с запутанными состояниями, при этом используя стабильные конфигурации. Эффективность оценивается квантовой информацией Фишера (QFI), которая растет пропорционально числу частиц и продолжительности эксперимента.
Метод устойчив к марковскому шуму, что делает его применимым в реальных условиях. Совместимость с существующим оборудованием упрощает внедрение, что позволяет создавать практичные и масштабируемые квантовые сенсоры.
В перспективе подобные датчики могут быть использованы не только в исследовательских центрах, но и в навигационных системах, устройствах определения местоположения, системах мониторинга гравитации и других областях, где требуется регистрация незначительных изменений или обнаружение очень слабых сигналов.
Источник: securitylab.ru
распечатать статью