Физики превзошли квантовый предел, увеличив точность измерений почти на 90%

Фото из открытых источников

Группа учёных из Корейского института науки и технологий (KIST) успешно продемонстрировала первую в мире сверхточную и сверхчувствительную распределённую сеть квантовых датчиков. Её показатели приближаются к пределу Гейзенберга — фундаментальному барьеру квантовой механики, за которым уже становится невозможным отличать полезный сигнал от шума.

Как сообщает издание Physical Review Letters, подобный подход тоже уникален в своей области, где эксперименты проводят с параллельным задействованием нескольких запутанных фотонов, что позволяет обеспечивать максимальную чувствительность и точность, которые недостижимы для методик с одиночными запутанными частицами.

Целью предыдущих подходов к генерации распределённых квантовых сетей было повышение точности измерений. Тогда как новый подход впервые применяет этот беспрецедентный уровень точности для формирования изображений с более высоким разрешением. Задействование одновременно нескольких квантовых датчиков аналогично ситуации применения астрономами нескольких обсерваторий, позволяющих измерять явление с большей детализацией, чем достижимо любой отдельной обсерватории.

Исследовательской группой под руководством доктора Хян-Тага Лима из Центра квантовых технологий KIST было использовано специализированное квантово-запутанное состояние, известное как «многомодовое состояние N00N», что и помогло достичь ранее недоступную точность и разрешающую способность. Квантовой запутанностью называют явление, при котором малейшие изменения одного фотона мгновенно отразятся на его партнёре, независимо от расстояния между ними.

Авторы разработки заявляют, что распределённая сенсорная сеть команды KIST превосходит Стандартный Квантовый Предел, что и позволило им одновременно замерять два разных параметра. Было установлено, что эта инновационная установка показала точность на 88% выше в сравнении с существующими методами.

Это означает, что чувствительность системы приближена к пределу Гейзенберга не только теоретически, но и экспериментально. Учёные добавляют: их достижение обладает «широким потенциалом для применения» в разных областях, таких как науки о жизни, прецизионная медицина, производство полупроводников и космические наблюдения.