激光网3月5日消息,量子传感器技术有望更精确地测量物理量。由因斯布鲁克大学的克里斯蒂安·鲁斯领导的一个团队现在已经将多达91个量子传感器的信号相互比较,从而成功地消除了与环境相互作用引起的噪声。
量子技术中使用的量子系统也非常敏感:与环境的任何相互作用都会引起量子系统的变化,从而导致错误。然而,量子系统对环境因素的这种非凡的敏感性实际上代表了一种独特的优势。这种灵敏度使量子传感器在精度上超越了传统传感器,例如在测量磁场或引力场时。
传感所需的微妙量子特性可能会被噪声所掩盖,噪声是传感器与环境之间的快速相互作用,会破坏传感器内的信息,使量子信号无法读取。在发表在《物理评论X》上的一篇新论文中,由因斯布鲁克大学实验物理系的克里斯蒂安·鲁斯领导的物理学家与以色列和美国的合作伙伴一起提出了一种使用“相关光谱学”使这些信息再次访问的方法。
“在这里,关键思想是,我们不仅使用单个传感器,而且使用多达91个传感器的网络,每个传感器由一个原子组成,”该论文的第一作者Helene Hainzer解释道。“由于噪声对所有传感器的影响相同,因此分析所有传感器状态的同时变化使我们能够有效地减去环境噪声并重建所需的信息。
“这使我们能够精确测量环境中的磁场变化,并确定量子传感器之间的距离。除此之外,该方法还适用于其他传感任务和各种实验平台,反映了其多功能性。
虽然相关光谱学之前已经用两个原子钟进行了演示,可以在测量时间方面具有更高的精度,但“我们的工作标志着这种方法首次应用于如此大量的原子,”Roos说。“为了建立对如此多原子的实验控制,我们在几年内建立了一个全新的实验装置。
在他们的出版物中,因斯布鲁克的科学家们表明,传感器测量的精度随着传感器网络中粒子数量的增加而增加。值得注意的是,与多传感器网络相比,纠缠未能提供优势。