摘要:科学家已经探索了量子挤压如何在复杂的量子系统中提高测量精度,并在量子传感,成像和雷达技术中使用潜在的应用。这些发现可能会导致通过更敏感的生物传感器等GPS准确性和早期疾病检测等领域的进步。...
Tohoku University的Le bin Ho博士探索了量子挤压如何在复杂的量子系统中提高测量精度,并在量子传感,成像和雷达技术中使用潜在的应用。这些发现可能会导致通过更敏感的生物传感器等GPS准确性和早期疾病检测等领域的进步。
量子挤压是量子物理学中的一个概念,在该量子物理学中,系统的一个方面的不确定性减少了,而另一个相关方面的不确定性则增加。想象一下,挤压一个充满空气的圆形气球。在正常状态下,气球是完美的球形。当您挤压一侧时,它会变平并朝另一个方向伸展。这代表了在挤压量子状态下发生的事情:您正在以一种数量(例如位置)减少不确定性(或噪声),但是在这样做时,您会增加其他数量的不确定性,例如动量。但是,总的不确定性保持不变,因为您只是在两者之间重新分配它。即使整体不确定性保持不变,这种“挤压”也使您可以以比以前更高的精度测量其中一个变量。
该技术已被用来提高只有一个变量需要精确测量的情况下的测量准确性,例如提高原子钟的精度。但是,在需要同时测量多个因素(例如对象的位置和动力)的情况下,使用挤压更具挑战性。
在发表在物理审查研究,Tohoku University的Le bin Ho博士探讨了挤压技术在增强具有多种因素的量子系统测量精度方面的有效性。该分析提供了理论和数值见解,可帮助识别这些复杂测量中最高精度的机制。
Le说:“该研究旨在更好地了解如何在更复杂的测量情况下使用量子挤压。” “通过弄清楚如何达到最高水平的精度,我们可以为量子传感和成像中的新技术突破铺平道路。”
该研究研究了一个三维磁场与相同的两级量子系统相互作用的情况。在理想的情况下,测量的精度可以在理论上尽可能准确。但是,较早的研究一直在努力解释这是如何工作的,尤其是在现实情况下,只有一个方向实现了完全的量子纠缠。
这项研究将具有广泛的影响。通过使多个阶段更精确地进行量子测量,它可以显着推进各种技术。例如,量子成像可以产生更清晰的图像,量子雷达可以更准确地检测对象,并且原子钟可能会变得更加精确,从而改善了GPS和其他时间敏感的技术。在生物物理学中,它可能导致MRI等技术的进步并提高分子和细胞测量的准确性,从而提高用于早期检测疾病的生物传感器的敏感性。
LE补充说:“我们的发现有助于更深入地了解量子传感中测量精度的改善背后的机制。” “这项研究不仅突破了量子科学的界限,而且为下一代量子技术奠定了基础。”
展望未来,Le希望探索这种机制如何随着不同类型的噪声而变化,并探索减少它的方法。