Optik kayıp ve gürültü gibi deneysel sınırlamalar, dolaşıklık destekli ölçümlerin hassasiyette önemli bir kuantum avantajı göstermesini engelledi. Bir çalışmada, Optik ve Fotonik Araştırma Grubu CU Kaya ve ortakları, fiber bazlı, kuantumla geliştirilmiş uzaktan algılama ve ışığa duyarlı malzemelerin incelenmesinde anlamlı ilerlemeler öngörüyor ve gösteriyor.
Grup, bir sistemin iç kaybını, dış faz gürültüsünü ve verimsizliğini modelledi. Mach-Zehnder interferometresi. İki modlu sıkıştırılmış vakumdan Holland-Burnett dolaşmış durumları yaratan pratik bir fiber kaynağı kullandılar. Bu, kuantum tabanlı bir stratejinin hassasiyeti arttırırken dahili kaybı ve faz gürültüsü dezavantajlarını büyük ölçüde azaltmaya yönelik potansiyel faydalarını gösterdi.
Ekip, karşılaştırılabilir dolaşık kaynaklarla karşılaştırıldığında, iki modlu sıkıştırılmış vakum kaynağının yaklaşık 25 kat daha fazla yaydığını keşfetti. fotonlar. Faz duyarlılığının atış gürültüsü sınırının %28 kadar üzerine çıkabileceğini tahmin ettiler.
Optik ve Fotonik Araştırma Grubunda yüksek lisans öğrencisi ve makalenin ilk yazarı olan Greg Krueger şunları söyledi: “O anda, kuantum fiziği sadece öğrenilecek ve üzerinde çalışılacak bir şey değil, aynı zamanda yararlanıp avantajımıza dönüştürebileceğimiz bir şey haline geldi. Literatür üzerinden okuma dolaşıklıkGelişmiş algılama, fiziği laboratuvarda görmek ile bu gözlemleri pratik bir sensörde kullanmak arasında önemli bir boşluk olduğunu ortaya çıkardı. Böyle bir sensör yaratmanın neleri gerektirdiğini ve bunun ne kadar zor olabileceğini araştırmak istedik."
Yeni çalışma, sensörün klasik ve kuantum versiyonları üzerindeki etkileri daha önce analiz edilmiş olmasına rağmen, faz gürültüsünün ve optik kayıpların etkilerini tek bir modelde birleştirmesi açısından benzersizdi.
Kruger şunları söyledi: "Bulgularımız, genel dolaşık foton interferometri tekniğini kullanarak pratik bir sensör yapımına ilişkin bazı ince noktaları vurgulamaktadır. Ayrıca, bu algılama yöntemlerinin fiber optik sensörlerle kullanılmasına ilişkin açık ve büyük ölçüde keşfedilmemiş fikrine de dikkat çektik; bu, tekniğin uygulama aralığını büyük ölçüde genişletecektir."
Yardımcı Araştırma Profesörü Lior Cohen şunları söyledi: "Kuantum mekaniği' mantığa aykırı sonuçlar bana ilham verdi. Bu çalışmaya devam etmek için fiberlerde kuantumla geliştirilmiş uzun mesafe sıcaklık sensörleri geliştirme planlarımız var."
CU Boulder Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi, bu alandaki araştırma çabalarını oluşturmayı ve genişletmeyi amaçlayan Kuantum Mühendisliği Girişimi aracılığıyla kuantum araştırmalarına kendini adamıştır. kuantum algılama, yerel ve bölgesel ortaklarla bağları geliştirirken ve güçlendirirken, bu da üniversitenin benzersiz bir gücüdür. Kuantum Mühendisliği Girişimi yakın zamanda bu çabaya adanmış yeni bir disiplinlerarası laboratuvar alanı açtı.
Dergi Referans:
- Gregory Krueger, Charles Yu, Stephen B. Libby, Robert Mellors, Lior Cohen ve Juliet T. Gopinath, "Optik fiberlerde dolaşmayla geliştirilmiş algılamanın gerçekçi modeli" Opt. Ekspres 30, 8652-8666 (2022). DOI: 10.1364/OE.451058
