Kokeelliset rajoitukset, kuten optinen häviö ja kohina, ovat estäneet sotkeutumalla tehostettuja mittauksia osoittamasta merkittävää kvanttietua herkkyydessä. Optics and Photonics Research Group klo CU Boulder ja heidän kumppaninsa ennustavat ja osoittavat merkittäviä edistysaskeleita kuitupohjaisessa kvanttitehostetussa kaukokartoittamisessa ja valoherkkien materiaalien tutkimisessa.
Ryhmä mallinsi a.:n sisäistä häviötä, ulkoista vaihekohinaa ja tehottomuutta Mach-Zehnder interferometri. He käyttivät käytännöllistä kuitulähdettä, joka loi Holland-Burnettin sotkeutuneita tiloja kaksimuotoisesta puristetusta tyhjiöstä. Tämä osoitti kvanttipohjaisen strategian mahdolliset edut herkkyyden lisäämiseksi samalla, kun sisäisiä häviöitä ja vaihekohinahaittoja vähennetään huomattavasti.
Tiimi havaitsi, että verrattuna vastaaviin sotkeutuneisiin lähteisiin, kaksimuotoinen puristettu tyhjiölähde emittoi noin 25 kertaa enemmän. fotonit. He odottivat, että vaiheherkkyys voi nousta jopa 28 % yli laukauskohinarajan.
Greg Krueger, Optics and Photonics Research Groupin jatko-opiskelija ja paperin ensimmäinen kirjoittaja, sanoi: "Sillä hetkellä, kvanttifysiikkaa Siitä ei tullut jotain, jota vain opimme ja työskentelimme, vaan voimme hyödyntää ja suunnitella hyödyksemme. Kirjallisuuden lukeminen aiheesta kietoutuminen- Tehostettu tunnistus paljasti merkittävän aukon fysiikan näkemisen laboratoriossa ja näiden havaintojen käytön välillä käytännön anturissa. Halusimme selvittää, mitä tällaisen anturin luominen vaatisi ja kuinka vaikeaa se olisi."
Uusi työ oli ainutlaatuinen siinä mielessä, että siinä yhdistettiin vaihekohinan ja optisten häviöiden vaikutukset yhdeksi malliksi, vaikka niiden vaikutuksia anturin klassisiin ja kvanttiversioihin oli aiemmin analysoitu.
Krueger sanoi, "Löydöksemme tuovat esiin joitakin hienovaraisia kohtia käytännöllisen anturin valmistamisessa käyttämällä yleistä kietoutuvan fotoniinterferometrian tekniikkaa. Kiinnitimme myös huomion avoimeen ja pitkälti tutkimattomaan ajatukseen näiden tunnistusmenetelmien käyttämisestä optisten kuituantureiden kanssa, mikä laajentaisi huomattavasti tekniikan sovelluksia."
Apulaistutkimusprofessori Lior Cohen sanoi: "Kvanttimekaniikka' intuitiiviset tulokset inspiroivat minua. Jatkaksemme tätä työtä aiomme kehittää kvanttitehostettuja, pitkän matkan lämpötila-antureita kuituihin.
CU Boulder College of Engineering and Applied Science on sitoutunut kvanttitutkimukseen Quantum Engineering Initiative -aloitteensa kautta, jonka tavoitteena on rakentaa ja laajentaa alan tutkimusta - erityisesti kvanttitunnistus, joka on korkeakoulun ainutlaatuinen vahvuus – samalla kun kehitetään ja vahvistetaan siteitä paikallisiin ja alueellisiin kumppaneihin. Quantum Engineering Initiative avasi äskettäin uuden monitieteisen laboratoriotilan, joka on omistettu tälle hankkeelle.
Lehden viite:
- Gregory Krueger, Charles Yu, Stephen B. Libby, Robert Mellors, Lior Cohen ja Juliet T. Gopinath, "Realistinen malli sotkeutumistehostetusta tunnistuksesta optisissa kuiduissa", Valita. Ilmaista 30, 8652-8666 (2022). DOI: 10.1364/OE.451058
