Eksperimentaalsed piirangud, nagu optiline kadu ja müra, on takistanud takerdumisega täiustatud mõõtmistel demonstreerimast tundlikkuses olulist kvanteelist. Uuringus esitas optika ja fotoonika uurimisrühm aadressil CU Boulder ja nende partnerid ennustavad ja demonstreerivad olulisi edusamme kiududel põhinevas kvant-täiustatud kaugseires ja valgustundlike materjalide sondeerimises.
Rühm modelleeris a sisemist kadu, välist faasimüra ja ebaefektiivsust Mach-Zehnderi interferomeeter. Nad kasutasid praktilist kiuallikat, mis tekitas kaherežiimilise pigistatud vaakumi tõttu Hollandi-Burnetti põimunud olekud. See näitas kvantipõhise strateegia potentsiaalseid eeliseid tundlikkuse suurendamiseks, vähendades samal ajal oluliselt sisemist kadu ja faasimüra puudusi.
Meeskond avastas, et võrreldes võrreldavate takerdunud allikatega kiirgab kaherežiimiline kokkusurutud vaakumallikas ligikaudu 25 korda rohkem footonid. Nad eeldasid, et faasitundlikkus võib tõusta 28% üle võttemüra piiri.
Optika ja fotoonika uurimisrühma magistrant ja paberi esimene autor Greg Krueger ütles: "Sel hetkel, kvantfüüsika sellest ei saanud midagi lihtsalt õppida ja läbi töötada, vaid meie kasuks võimendada ja kujundada. Kirjanduse läbi lugemine takerdumine-Täiustatud tuvastus näitas olulist lõhet laboris füüsika nägemise ja nende vaatluste praktilises anduris kasutamise vahel. Tahtsime uurida, mida oleks sellise anduri loomiseks vaja ja kui keeruline see oleks.
Uus töö oli ainulaadne selle poolest, et see ühendas faasimüra ja optiliste kadude mõju üheks mudeliks, kuigi nende mõju anduri klassikalistele ja kvantversioonidele oli varem analüüsitud.
Krueger ütles, "Meie leiud toovad esile mõned peened punktid praktilise anduri valmistamisel, kasutades põimunud footoni interferomeetria üldist tehnikat. Samuti juhtisime tähelepanu avatud ja suures osas uurimata ideele kasutada neid andurimeetodeid optiliste kiudude anduritega, mis laiendaks oluliselt selle tehnika rakenduste valikut.
Teadusuuringute assistent Lior Cohen ütles: "KvantmehaanikaIntuitiivsed tulemused inspireerisid mind. Selle töö jätkamiseks on meil plaanis välja töötada kiududes kvant-täiustatud pikamaa temperatuuriandurid.
CU Boulderi tehnika- ja rakendusteaduste kolledž on pühendunud kvantuuringutele oma Quantum Engineering Initiative'i kaudu, mille eesmärk on luua ja laiendada teadusuuringuid selles valdkonnas, eriti kvanttuvastus, mis on kolledži ainulaadne tugevus – arendades ja tugevdades sidemeid kohalike ja piirkondlike partneritega. Quantum Engineering Initiative avas hiljuti uue interdistsiplinaarse laboriruumi, mis on pühendatud sellele jõupingutusele.
Ajakirja viide:
- Gregory Krueger, Charles Yu, Stephen B. Libby, Robert Mellors, Lior Cohen ja Juliet T. Gopinath, "Realistlik mudel takerdumisega täiustatud tajumisest optilistes kiududes", Opt. Ekspress 30, 8652-8666 (2022). DOI: 10.1364/OE.451058
