ऑप्टिकल हानि और शोर जैसी प्रायोगिक सीमाओं ने उलझाव-बढ़ाए गए मापों को संवेदनशीलता में एक महत्वपूर्ण क्वांटम लाभ प्रदर्शित करने से रोक दिया है। एक अध्ययन में, ऑप्टिक्स और फोटोनिक्स रिसर्च ग्रुप सीयू बोल्डर और उनके साझेदार फाइबर-आधारित, क्वांटम-संवर्धित रिमोट सेंसिंग और फोटोसेंसिटिव सामग्रियों की जांच में सार्थक प्रगति की भविष्यवाणी करते हैं और प्रदर्शित करते हैं।
समूह ने आंतरिक हानि, बाहरी चरण के शोर और ए की अक्षमता का मॉडल तैयार किया मच-ज़ेन्डर इंटरफेरोमीटर. उन्होंने एक व्यावहारिक फाइबर स्रोत का उपयोग किया जिसने दो-मोड निचोड़ा हुआ वैक्यूम से हॉलैंड-बर्नेट उलझाव वाले राज्यों का निर्माण किया। इसने आंतरिक हानि और चरण शोर कमियों को कम करते हुए संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए क्वांटम-आधारित रणनीति के संभावित लाभों को दिखाया।
टीम ने पाया कि तुलनीय उलझे हुए स्रोतों की तुलना में, दो-मोड निचोड़ा हुआ वैक्यूम स्रोत लगभग 25 गुना अधिक उत्सर्जित करता है फोटॉनों. उन्होंने अनुमान लगाया कि चरण संवेदनशीलता शॉट शोर सीमा से 28% तक बढ़ सकती है।
ऑप्टिक्स और फोटोनिक्स रिसर्च ग्रुप में स्नातक छात्र और पेपर के पहले लेखक ग्रेग क्रुएगर ने कहा, "उस पल में, क्वांटम भौतिकी यह केवल सीखने और काम करने की चीज़ नहीं बन गई, बल्कि हमारे लाभ के लिए लाभ उठाने और इंजीनियर करने की चीज़ बन गई। पर साहित्य पढ़ना नाज़ुक हालत-उन्नत संवेदन से प्रयोगशाला में भौतिकी को देखने और व्यावहारिक सेंसर में उन अवलोकनों का उपयोग करने के बीच पर्याप्त अंतर का पता चला। हम यह जानना चाहते थे कि ऐसा सेंसर बनाने में क्या लगेगा और यह कितना कठिन होगा।''
नया काम इस मायने में अनोखा था कि इसने चरण शोर और ऑप्टिकल नुकसान के प्रभावों को एक ही मॉडल में जोड़ दिया, भले ही सेंसर के शास्त्रीय और क्वांटम संस्करणों पर उनके प्रभावों का पहले ही विश्लेषण किया जा चुका था।
क्रुएगर ने कहा, “हमारे निष्कर्ष उलझे हुए फोटॉन इंटरफेरोमेट्री की सामान्य तकनीक का उपयोग करके एक व्यावहारिक सेंसर बनाने पर कुछ सूक्ष्म बिंदुओं पर प्रकाश डालते हैं। हमने ऑप्टिकल फाइबर सेंसर के साथ इन सेंसिंग विधियों का उपयोग करने के खुले और बड़े पैमाने पर अज्ञात विचार पर भी ध्यान आकर्षित किया, जो तकनीक के लिए अनुप्रयोगों की सीमा का काफी विस्तार करेगा।
सहायक अनुसंधान प्रोफेसर लियोर कोहेन ने कहा, "क्वांटम यांत्रिकी' विपरीत परिणामों ने मुझे प्रेरित किया। इस काम को जारी रखने के लिए, हमारे पास फाइबर में क्वांटम-संवर्धित, लंबी दूरी के तापमान सेंसर विकसित करने की योजना है।
सीयू बोल्डर कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंस अपने क्वांटम इंजीनियरिंग इनिशिएटिव के माध्यम से क्वांटम अनुसंधान के लिए प्रतिबद्ध है, जिसका उद्देश्य क्षेत्र में अनुसंधान प्रयासों का निर्माण और विस्तार करना है - विशेष रूप से क्वांटम सेंसिंग, जो कॉलेज की एक अनूठी ताकत है - स्थानीय और क्षेत्रीय भागीदारों के साथ संबंधों को विकसित और मजबूत करते हुए। क्वांटम इंजीनियरिंग पहल ने हाल ही में इस प्रयास के लिए समर्पित एक नया अंतःविषय प्रयोगशाला स्थान खोला है।
जर्नल संदर्भ:
- ग्रेगरी क्रुएगर, चार्ल्स यू, स्टीफन बी. लिब्बी, रॉबर्ट मेलर्स, लियोर कोहेन, और जूलियट टी. गोपीनाथ, "ऑप्टिकल फाइबर में उलझाव-संवर्धित संवेदन का यथार्थवादी मॉडल," ऑप्ट। एक्सप्रेस 30, 8652-8666 (2022)। डीओआई: 10.1364/ओई.451058
