광학 손실 및 잡음과 같은 실험적 한계로 인해 얽힘이 강화된 측정은 감도에서 중요한 양자 이점을 입증하지 못했습니다. 한 연구에서 광학 및 포토닉스 연구 그룹(Optics and Photonics Research Group)은 CU 볼더 그리고 그들의 파트너는 섬유 기반, 양자 강화 원격 감지 및 감광성 물질 탐색의 의미 있는 발전을 예측하고 시연합니다.
그룹은 내부 손실, 외부 위상 잡음 및 비효율성을 모델링했습니다. 마하젠더 간섭계. 그들은 2가지 모드 압착 진공에서 Holland-Burnett 얽힌 상태를 생성하는 실용적인 섬유 소스를 사용했습니다. 이는 내부 손실 및 위상 잡음 단점을 크게 줄이면서 감도를 높이는 양자 기반 전략의 잠재적 이점을 보여주었습니다.
팀은 유사한 얽힌 소스와 비교하여 25모드 압착 진공 소스가 약 XNUMX배 더 많은 것을 방출한다는 것을 발견했습니다. 광자. 그들은 위상 감도가 샷 노이즈 한계보다 28%까지 증가할 것으로 예상했습니다.
광학 및 포토닉스 연구 그룹의 대학원생이자 논문의 첫 번째 저자인 Greg Krueger는 다음과 같이 말했습니다. "그 순간에, 양자 물리학 단순히 배우고 해결하는 것이 아니라 우리의 이점을 활용하고 설계하는 것이 되었습니다. 관련 문헌을 통해 읽기 얽히게 함- 향상된 감지를 통해 실험실에서 물리학을 보는 것과 이러한 관찰을 실제 센서에 사용하는 것 사이에 상당한 차이가 있음이 드러났습니다. 우리는 그러한 센서를 만드는 데 무엇이 필요하고 그것이 얼마나 어려운지 탐구하고 싶었습니다.”
새로운 연구는 이전에 센서의 고전적 버전과 양자 버전에 대한 영향이 분석되었음에도 불구하고 위상 잡음과 광 손실의 효과를 단일 모델로 결합했다는 점에서 독특했습니다.
크루거가 말했다. “우리의 발견은 얽힌 광자 간섭계의 일반적인 기술을 사용하여 실용적인 센서를 만드는 데 있어 몇 가지 미묘한 점을 강조합니다. 우리는 또한 광섬유 센서와 함께 이러한 감지 방법을 사용하는 공개적이고 아직 탐구되지 않은 아이디어에 주목했으며, 이는 기술의 적용 범위를 크게 확장할 것입니다."
Lior Cohen 조교수는 이렇게 말했습니다. "양자 역학' 직관에 반하는 결과가 나에게 영감을 주었습니다. 이 작업을 계속하기 위해 우리는 섬유에 양자 강화 장거리 온도 센서를 개발할 계획입니다.”
CU 볼더 공과대학 및 응용과학 대학은 해당 분야, 특히 다음 분야의 연구 노력을 구축하고 확장하는 것을 목표로 하는 양자 공학 이니셔티브를 통해 양자 연구에 전념하고 있습니다. 양자 감지, 이는 대학의 고유한 강점이며 동시에 지역 및 지역 파트너와의 관계를 개발하고 강화합니다. Quantum Engineering Initiative는 최근 이러한 노력을 전담하는 새로운 학제간 연구실 공간을 열었습니다.
저널 참조 :
- Gregory Krueger, Charles Yu, Stephen B. Libby, Robert Mellors, Lior Cohen 및 Juliet T. Gopinath, "광섬유의 얽힘 강화 감지에 대한 현실적인 모델" 고르다. 표현하다 30, 8652-8666(2022). DOI: 10.1364/OE.451058
