Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений

Квантовые системы, используемые в квантовых технологиях, например, отдельные атомы, очень чувствительны: любое взаимодействие с окружающей средой может вызвать изменения в квантовой системе, что приведет к ошибкам.

Однако эта удивительная чувствительность квантовых систем к факторам окружающей среды на самом деле представляет собой уникальное преимущество. Благодаря этой чувствительности квантовые датчики могут превосходить обычные датчики по точности, например, при измерении магнитных или гравитационных полей.

Подавление шума с помощью корреляционной спектроскопии

Тонкие квантовые свойства, необходимые для зондирования, могут быть скрыты шумом — быстрыми взаимодействиями между датчиком и окружающей средой, которые нарушают информацию внутри датчика, делая квантовый сигнал нечитаемым. В новой работе физики под руководством Кристиана Рооса с кафедры экспериментальной физики Инсбрукского университета совместно с партнерами из Израиля и США представляют метод, позволяющий сделать эту информацию снова доступной с помощью «корреляционной спектроскопии».

Ключевая идея заключается в том, что мы используем не просто один датчик, а сеть из 91 датчика, каждый из которых состоит из одного атома, — объясняет Хелене Хайнцер, первый автор статьи.

Поскольку шум одинаково влияет на все датчики, анализ одновременных изменений состояний всех датчиков позволяет нам эффективно вычитать шум окружающей среды и восстанавливать нужную информацию. Это позволяет нам точно измерить изменения магнитного поля в окружающей среде, а также определить расстояние между квантовыми датчиками.

Кроме того, метод применим для решения других задач зондирования и в рамках различных экспериментальных платформ, что отражает его универсальность.

Точность увеличивается с ростом числа датчиков

Ранее корреляционная спектроскопия была продемонстрирована на двух атомных часах, что позволило добиться более высокой точности измерения времени.

Наша работа знаменует собой первое применение этого метода на таком большом количестве атомов, — подчеркивает лауреат премии ERC Кристиан Роос.

Для того чтобы установить экспериментальный контроль над таким количеством атомов, мы в течение нескольких лет создавали совершенно новую экспериментальную установку.

В своей публикации ученые из Инсбрука показывают, что точность сенсорных измерений растет с увеличением числа частиц в сенсорной сети. Примечательно, что запутывание или сцепленность — традиционно используемое для повышения точности квантовых датчиков, но трудно создаваемое в лабораторных условиях — не дает преимущества по сравнению с сетью из нескольких датчиков.

04.03.2024


Подписаться в Telegram



Net&IT

Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр

В сериале Звездный путь: Следующее поколение к...

Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений
Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений

Квантовые системы, используемые в квантов...

Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек

Еще один балл в пользу искусственного инт...

Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее

Несколько лет назад исследователи Массачу...

Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам
Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам

Органические оптоэлектронные устройства, такие...

PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить
PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить

Атанасиос С. Фокас рассматривает актуальный во...

Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания
Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания

В новом исследовании, опубликованном 18 декабр...

Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей
Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей

Искусственный интеллект, разработанный для&nbs...

Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности
Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности

Ученые Рочестерского университета разработали ...

Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта
Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта

Многофункциональные компьютерные чипы эволюцио...

Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»
Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»

Стартовал отборочный этап Международного техно...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Вдохновились Дюной: Модификация скафандров позволит перерабатывать мочу в воду
Вдохновились Дюной: Модификация скафандров позволит перерабатывать мочу в воду
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
На Дне аграрной науки в Казанском ГАУ представили около 30 новых проектов
На Дне аграрной науки в Казанском ГАУ представили около 30 новых проектов
Инновационная поделка выпускника КНИТУ — плащ-невидимка для экстремальных условий
Инновационная поделка выпускника КНИТУ — плащ-невидимка для экстремальных условий
Лекарство от рака крови может повысить эффективность радиотерапии опухолей мозга
Лекарство от рака крови может повысить эффективность радиотерапии опухолей мозга
Гексагональные перовскиты — новое слово в технологии топливных элементов
Гексагональные перовскиты — новое слово в технологии топливных элементов
npj Precision Oncology: Урон для нервов при лечении рака груди можно предсказать
npj Precision Oncology: Урон для нервов при лечении рака груди можно предсказать
С помощью Уэбба ученые нашли потенциально обитаемый ледяной мир
С помощью Уэбба ученые нашли потенциально обитаемый ледяной мир

Новости компаний, релизы

Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Межсетевой экран защитит компьютерные системы от киберугроз
Университет МИСИС будет готовить специалистов в сфере квантовых технологий
Ученые ТПУ нашли эффективный способ создания вязких композиционных материалов для авиационной промышленности и машиностроени
Химики СПбГУ: схожие органические катализаторы ускоряют реакции противоположно друг другу