光学损耗和噪声等实验限制阻止了纠缠增强测量在灵敏度方面表现出显着的量子优势。 在一项研究中，光学和光子学研究小组在 铜巨石 他们和他们的合作伙伴预测并展示了基于光纤的量子增强遥感和光敏材料探测方面的有意义的进步。
该小组对内部损耗、外部相位噪声和低效率进行了建模 马赫-曾德尔干涉仪. 他们使用一种实用的光纤源，从双模压缩真空中产生 Holland-Burnett 纠缠态。 这显示了基于量子的策略在提高灵敏度的同时大大减少内部损耗和相位噪声缺点的潜在好处。
该团队发现，与可比较的纠缠源相比，双模压缩真空源发射的能量大约是纠缠源的 25 倍 光子. 他们预计相位灵敏度可能比散粒噪声限制高出 28%。
光学与光子学研究小组的研究生、该论文的第一作者 Greg Krueger 说， “在那一刻， 量子物理学 变得不仅仅是学习和努力，而是利用和设计我们的优势。 阅读有关的文献 纠葛-增强的传感揭示了在实验室中看到物理现象与在实际传感器中使用这些观察结果之间存在巨大差距。 我们想探索创建这样一个传感器需要什么，以及这会有多困难。”
这项新工作的独特之处在于它将相位噪声和光学损耗的影响结合到一个模型中，尽管之前已经分析了它们对传感器的经典和量子版本的影响。
克鲁格说， “我们的发现突出了使用纠缠光子干涉测量的一般技术制造实用传感器的一些细微之处。 我们还提请注意将这些传感方法与光纤传感器一起使用的开放且基本上未被探索的想法，这将大大扩展该技术的应用范围。”
助理研究教授 Lior Cohen 说， “量子力学' 违反直觉的结果启发了我。 为了继续这项工作，我们计划开发光纤中的量子增强型远距离温度传感器。”
CU 博尔德工程与应用科学学院通过其量子工程计划致力于量子研究，该计划旨在建立和扩大该领域的研究工作——尤其是在 量子传感，这是学院的独特优势——同时发展和加强与当地和区域合作伙伴的联系。 量子工程倡议最近开设了一个新的跨学科实验室空间，专门用于这项工作。
杂志参考：
- Gregory Krueger、Charles Yu、Stephen B. Libby、Robert Mellors、Lior Cohen 和 Juliet T. Gopinath，“光纤中纠缠增强传感的真实模型”， 选择。 表现 30, 8652-8666 (2022)。 DOI： 10.1364/OE.451058
