Los físicos de Australia y Gran Bretaña tienen una incertidumbre cuántica rehapelan las sanciones impuestas por la política de incertidumbre de la famosa Heisenberg, un resultado que puede abrumar la tecnología de sensores muy basada en el futuro utilizada en la navegación, el tratamiento y la astronomía.
La política de incertidumbre introducida en 1227 dice que no conocerá un par de propiedades como la posición y la velocidad de algunas partículas al mismo tiempo con una precisión ilimitada. En otras palabras, un comercio siempre está cerrado en incertidumbre: una propiedad está más estrechamente fijada, la otra es menos segura.
En el estudio publicado el 24 de septiembre El progreso de la cienciaUn equipo dirigido por el Dr. Tingrei Tang en la Universidad del Instituto Sydney Nano y la Universidad de Física ha demostrado cómo hacer un ingeniero de compensación separado para medir la posición y la velocidad simultáneamente.
“Piense en la incertidumbre como el viento en un globo”, dijo el Dr. Tan, el Sydney Horizon Fellow of the Faculty of Science. “No se puede quitar el globo sin meterlo, pero puede presionarlo para que sea efectivamente lo que hemos hecho de manera efectiva (saltos grandes, gordos, gruesos y gruesos) para que nos importe se pueda medir con mayor precisión”.
Los investigadores también usan una analogía de reloj para explicar su búsqueda (ver imagen). Piense en un reloj simple con dos manos: horas y minutos de mano. Ahora imagine que el reloj solo tiene una mano. Si es una mano de una hora, puede decir qué horas y aproximadamente minutos son, las lecturas de minuto serán muy inútiles. Si el reloj tiene solo la mano del minuto, puede leer los minutos muy claramente, puede perder la pista en el contexto más amplio, especialmente en qué hora está en esto.
El primer autor del equipo de Laboratorio de Control cuántico de la Universidad de Sydney. “Renunciamos a la información global pero ganamos la capacidad de identificar cambios menores con sensibilidad sin precedentes”.
Equipo de computación cuántica para un nuevo protocolo de detección
Esta estrategia fue creada teóricamente de esquema en 2017. Aquí, el equipo del Dr. Tan ha realizado la primera demostración experimental utilizando los métodos técnicos realizados anteriormente para la computadora cuántica de repagencia de errores, que es un resultado publicado recientemente. FisiologíaEl
“Este es un cruce ordenado desde la computación cuántica hasta la detección”, dijo Nicholas Manikuchi, coautor teórico de la Universidad RMIT. “Las primeras ideas diseñadas para computadoras cuánticas fuertes se pueden reconstruir para que los sensores reciban señales débiles sin ser sumergidas por palabras cuánticas.
El equipo de Sydney ha aplicado el protocolo de detección utilizando la pequeña velocidad de vibración de un ion atascado: el equivalente cuántico de un colgante. Prepararon el ion en los “estados de la cuadrícula”, principalmente un tipo de estado cuántico desarrollado para la computación cuántica. Con él, mostraron que tanto las posiciones como los movimientos se pueden medir con precisión fuera del ‘límite cuántico estándar’, solo el mejor alcance de los sensores clásicos.
“No rompimos la política de Heisenberg. Nuestro protocolo en realidad funciona en la mecánica cuántica”, dice el Dr. Ben Baragiola, coautor de RMIT. “El esquema es favorable para pequeñas señales, donde los detalles sutiles son más importantes que el total.
Por qué es importante
La capacidad de detectar cambios extremadamente pequeños en la ciencia y la tecnología es importante. Los sensores cuánticos excesivos pueden navegar en un entorno donde el GPS no funciona (como submarino, subterráneo o de vuelo espacial); Aumentar las imágenes biológicas y médicas; Monitoreo de materiales y medidas gravitacionales; O investigar la física básica.
Mientras que en la etapa de laboratorio, la prueba muestra una nueva estructura para futuras tecnologías de detección destinadas a medir pequeñas señales. En lugar de reemplazar el enfoque existente, agrega un suplemento al equipo sensible a la cantidad cuántica.
“A medida que los relojes nucleares convirtieron la navegación y las telecomunicaciones, los sensores mejorados cuánticos con extrema sensibilidad podrían permitir toda la nueva industria”, dijo el Dr. Vallahu.
Un intento asociado
El proyecto combinado con los teóricos de la Universidad de Sydney, la Universidad de Melbourne, la Universidad de McCurney y la Universidad de Bristol en Gran Bretaña. Muestra cómo la cooperación en toda la organización y los límites pueden acelerar el progreso del progreso y fortalecer la comunidad de investigación cuántica en Australia.
“Este trabajo descubre las fuerzas de cooperación y conexiones internacionales que se ejecutan”, dijo el Dr. Tan.
