Keterbatasan eksperimental seperti kehilangan optik dan kebisingan telah mencegah pengukuran yang ditingkatkan keterjeratan menunjukkan keunggulan kuantum yang signifikan dalam sensitivitas. Dalam sebuah penelitian, Kelompok Penelitian Optik dan Fotonik di CU Batu dan mitra mereka memprediksi dan menunjukkan kemajuan berarti dalam penginderaan jauh berbasis serat yang ditingkatkan kuantum dan penyelidikan bahan fotosensitif.
Kelompok tersebut memodelkan kerugian internal, gangguan fase eksternal, dan inefisiensi a Interferometer Mach-Zehnder. Mereka menggunakan sumber serat praktis yang menciptakan keadaan terjerat Holland-Burnett dari vakum terjepit dua mode. Hal ini menunjukkan potensi manfaat dari strategi berbasis kuantum untuk meningkatkan sensitivitas sekaligus mengurangi kerugian internal dan kelemahan kebisingan fase.
Tim menemukan bahwa dibandingkan dengan sumber terjerat serupa, sumber vakum dua mode mengeluarkan emisi sekitar 25 kali lebih banyak foton. Mereka mengantisipasi bahwa sensitivitas fase mungkin meningkat sebanyak 28% di atas batas kebisingan bidikan.
Greg Krueger, seorang mahasiswa pascasarjana di Kelompok Penelitian Optik dan Fotonik dan penulis pertama makalah tersebut, berkata, “Pada saat itu, fisika kuantum menjadi sesuatu yang tidak hanya sekedar dipelajari dan dikerjakan, namun untuk dimanfaatkan dan direkayasa demi keuntungan kita. Membaca literatur tentang belitan-penginderaan yang ditingkatkan mengungkapkan kesenjangan besar antara melihat fisika di laboratorium dan menggunakan pengamatan tersebut dalam sensor praktis. Kami ingin mengeksplorasi apa yang diperlukan untuk membuat sensor seperti itu dan betapa sulitnya hal itu.”
Karya baru ini unik karena menggabungkan efek kebisingan fase dan kehilangan optik ke dalam satu model, meskipun dampaknya pada sensor versi klasik dan kuantum telah dianalisis sebelumnya.
Krueger berkata, “Temuan kami menyoroti beberapa poin halus dalam pembuatan sensor praktis menggunakan teknik umum interferometri foton terjerat. Kami juga menarik perhatian pada gagasan terbuka dan sebagian besar belum dijelajahi mengenai penggunaan metode penginderaan ini dengan sensor serat optik, yang akan sangat memperluas jangkauan penerapan teknik ini.”
Asisten Profesor Riset Lior Cohen berkata, "Mekanika kuantum' hasil yang berlawanan dengan intuisi menginspirasi saya. Untuk melanjutkan pekerjaan ini, kami memiliki rencana untuk mengembangkan sensor suhu jarak jauh yang ditingkatkan kuantum dalam serat.”
Sekolah Tinggi Teknik dan Sains Terapan CU Boulder berkomitmen terhadap penelitian kuantum melalui Inisiatif Rekayasa Kuantum, yang bertujuan untuk membangun dan memperluas upaya penelitian di lapangan — khususnya di bidang penginderaan kuantum, yang merupakan kekuatan unik perguruan tinggi ini — sekaligus mengembangkan dan memperkuat hubungan dengan mitra lokal dan regional. Inisiatif Rekayasa Kuantum baru-baru ini membuka ruang laboratorium interdisipliner baru yang didedikasikan untuk upaya ini.
Referensi Jurnal:
- Gregory Krueger, Charles Yu, Stephen B. Libby, Robert Mellors, Lior Cohen, dan Juliet T. Gopinath, “Model realistis penginderaan yang ditingkatkan keterjeratan dalam serat optik,” Memilih. Mengekspresikan 30, 8652-8666 (2022). DOI: 10.1364/OE.451058
