光損失やノイズなどの実験的制限により、エンタングルメントによって強化された測定では、感度において量子的に大きな利点があることを示すことができませんでした。 Optics and Photonics Research Group の研究によると、 CUボルダー とそのパートナーは、感光性材料のファイバーベースの量子増強リモートセンシングとプロービングにおける重要な進歩を予測し、実証しています。
グループは、内部損失、外部位相ノイズ、および非効率性をモデル化しました。 マッハツェンダ干渉計. 彼らは、XNUMX モードのスクイーズド真空からホランド バーネットもつれ状態を作成する実用的なファイバー ソースを使用しました。 これは、内部損失と位相ノイズの欠点を大幅に削減しながら、感度を高めるための量子ベースの戦略の潜在的な利点を示しました。
チームは、同等の絡み合ったソースと比較して、25 モードのスクイーズド真空ソースが約 XNUMX 倍多く放出することを発見しました。 光子. 彼らは、位相感度がショット ノイズ限界を 28% 上回る可能性があると予測しました。
Optics and Photonics Research Group の大学院生であり、論文の筆頭著者である Greg Krueger 氏は、次のように述べています。 "その瞬間に、 量子物理学 学習して取り組むだけのものではなく、私たちの利益のために活用し、設計するものになりました。 に関する文献を読む エンタングルメント強化されたセンシングにより、物理学を実験室で見ることと、それらの観測を実際のセンサーで使用することとの間に大きなギャップがあることが明らかになりました。 そのようなセンサーを作成するには何が必要で、それがどれほど難しいかを調査したかったのです。」
新しい研究は、位相ノイズと光損失の影響を単一のモデルに組み合わせたという点でユニークでしたが、センサーの古典的バージョンと量子バージョンへの影響は以前に分析されていました。
クルーガー曰く、 「私たちの調査結果は、もつれ光子干渉法の一般的な技術を使用して実用的なセンサーを作成する際のいくつかの微妙な点を強調しています。 また、これらのセンシング方法を光ファイバーセンサーで使用するという、オープンでほとんど未踏のアイデアにも注意を向けました。これにより、この技術のアプリケーションの範囲が大幅に拡大されます。」
助教の Lior Cohen 氏は、次のように述べています。 「量子力学直観に反する結果が私にインスピレーションを与えました。 この作業を継続するために、ファイバーで量子増強された長距離温度センサーを開発する計画があります。」
CU ボルダー カレッジ オブ エンジニアリング アンド アプライド サイエンスは、量子工学イニシアチブを通じて量子研究に取り組んでいます。 量子センシング、これは大学のユニークな強みであり、地元および地域のパートナーとの関係を発展させ、強化しています。 量子工学イニシアチブは最近、この取り組み専用の新しい学際的なラボ スペースを開設しました。
ジャーナルリファレンス：
- Gregory Krueger、Charles Yu、Stephen B. Libby、Robert Mellors、Lior Cohen、Juliet T. Gopinath、「光ファイバーにおけるエンタングルメント強化センシングの現実的なモデル」 Opt。 Express 30、8652-8666（2022）。 土井: 10.1364/OE.451058
