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

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий

Новости компаний, релизы

Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
Ученые СПбГУ смоделировали сценарии появления таликов в вечной мерзлоте Антарктиды
Треть работодателей тратят на адаптацию одного нового сотрудника до 100 тысяч рублей
Палеонтолог СПбГУ описал новый вид динозавров-бегунов из Кемеровской области