KIST (Կորեական գիտության և տեխնոլոգիաների ինստիտուտի քվանտային տեխնոլոգիաների կենտրոնի) գիտնականները ներկայացրել են աշխարհում առաջին բաշխված քվանտային սենսորային համակարգը, որը միաժամանակ բարձրացնում է չափումների ճշգրտությունը և լուծաչափը: Դոկտոր Հյան-Թագ Լիմի ղեկավարությամբ թիմը բացել է ճանապարհը գերզգայուն մետրոլոգիայի, քվանտային միկրոսկոպիայի և նոր մակարդակի աստղագիտական դիտարկումների համար: Արդյունքները հրապարակվել են Physical Review Letters (PRL) ամսագրում:

Ստանդարտ քվանտային սահման. անհաղթահարելի թվացող խոչընդոտ

Լույսով և նյութով կատարվող ցանկացած չափում սահմանափակված է ստանդարտ քվանտային սահմանով՝ զգայունության հիմնարար սահմանով, որը բխում է Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքից: Բաշխված քվանտային սենսորները նախկինում կարող էին բարելավել ճշգրտությունը, բայց կորցնում էին լուծաչափը՝ չթույլատրելով տարբերակել մանր կառուցվածքները:

Հիմնական բացահայտում. մուլտի-մոդ N00N վիճակ

KIST-ի թիմը առաջին անգամ կիրառել է մուլտի-մոդ N00N վիճակը, որտեղ մի քանի ֆոտոններ միաժամանակ խճճված են մի քանի օպտիկական ալիքներով: Սա ստեղծում է գերխիտ ինտերֆերենցիոն շերտեր՝ համակարգը վերածելով գերզգայուն «քվանտային աչքի»:

Փորձում օգտագործվել է երկֆոտոն N00N վիճակ, բաշխված չորս ալիքներով: Այս մոտեցումը թույլ է տվել.

  • միաժամանակ չափել երկու անկախ փուլ;
  • բարձրացնել ճշգրտությունը 88%-ով՝ համեմատած դասական մեթոդների հետ;
  • մոտենալ Հայզենբերգի սահմանին՝ քվանտային զգայունության տեսական առավելագույնին:

Լաբորատորիայից դեպի իրական աշխարհ

Դոկտոր Հյան-Թագ Լիմի խոսքով՝ առաջընթացը ապացուցում է քվանտային խճճվածության գործնական արժեքը.

«Մեր արդյունքները բացում են դռները իրական քվանտային սենսորային ցանցերի համար: Կրեմնիումային քվանտային չիպերի հետ համատեղելով՝ նման համակարգերը կարող են մտնել ամենօրյա սարքեր՝ բժշկական սկաներներից մինչև տիեզերական տեսապակիներ»:

Կիրառման հեռանկարներ

  • Քվանտային միկրոսկոպիա. մոլեկուլային և սուբմոլեկուլային մակարդակի պատկերում:
  • Աստղագիտություն. էկզոպլանետների և գրավիտացիոն ալիքների հայտնաբերում նախկինում անհասանելի հստակությամբ:
  • Մետրոլոգիա. գործիքների կալիբրացիա դասական ֆիզիկայի սահմաններից դուրս ճշգրտությամբ:

Հակիրճ

KIST-ի գիտնականները ստեղծել են առաջին բաշխված քվանտային սենսորային ցանցը մուլտի-մոդ N00N վիճակներով, միաժամանակ բարձրացնելով չափումների ճշգրտությունը և լուծաչափը 88%-ով և մոտենալով Հայզենբերգի սահմանին՝ սա բացում է գերզգայուն քվանտային տեխնոլոգիաների դարաշրջանը գիտության և առօրյայի մեջ: