Физики создали оптический сенсор на основе квантового алгоритма
Физики из МФТИ и Аргоннской национальной лаборатории решили совместить методы квантовой метрологии с линейной оптикой. Новейшая область физики — квантовая метрология — изучает технические и алгоритмические средства для осуществления высокоточных квантовых измерений.
До совсем недавнего времени ни одно из существовавших измерительных устройств не могло обеспечить точности выше так называемого предела дробового шума — ограничения, обусловленного статистическими особенностями классических измерений. Чувствительность измерительных приборов является важнейшей характеристикой во всех областях науки и техники: астрономам необходимо точно детектировать далекие космические явления, биологам — различать мельчайшие органические структуры, а инженерам — измерять положения или скорости различных объектов. Пример LIGO (обсерватории, на установках которой несколько лет назад были детектированы гравитационные волны) показывает, что гейзенберговская чувствительность может быть достигнута с помощью сочетания сложных оптических интерференционных схем с квантовыми технологиями. Однако с возникновением квантовых технологий появилась возможность обойти эту преграду и достичь наивысшего гейзенберговского предела точности, который, в свою очередь, объясняется основными принципами квантовой механики.
Для измерения той или иной величины необходимо «закодировать» ее в оптические фазы, непосредственно измеряемые в эксперименте. Экспериментальная установка, состоящая из очень большого числа линейных оптических элементов (светоделителей, фазовых пластин и зеркал), позволяет получать информацию о геометрических углах, положениях, скоростях и других параметрах физических объектов.
— Эта процедура является главным компонентом многих известных квантовых алгоритмов; в том числе она используется в высокоточных измерительных протоколах». «Мы придумали и построили оптическую схему, выполняющую процедуру оценки фазы на основе преобразования Фурье, — рассказывает один из авторов статьи, Никита Кирсанов из МФТИ.
Кроме того, согласно теоретическим оценкам, приведенным в статье, средствами линейной оптики можно реализовывать операции даже значительно большей сложности. Эксперимент показал, что, несмотря на большое количество оптических элементов, интерференционная схема поддается настройке и контролю. Таким образом, ученые показали, что линейная оптика является доступной и эффективной платформой для реализации квантовых измерительных и вычислительных операций умеренного масштаба.
— Ранее совместно с финской группой из Университета Аалто мы экспериментально реализовали аналогичный измерительный алгоритм, но на базе трансмонных кубитов». «Эта работа является продолжением нашей исследовательской деятельности в области универсальных квантовых измерительных алгоритмов, — говорит руководитель проекта Гордей Лесовик, заведующий лабораторией физики квантовых информационных технологий МФТИ. Сама работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Дата публикации: 29.05.2020
Ещё новости
27.08.2022 Новая диагностика: в России создали краситель для выявления вируса гриппа
Так, например, анализы в различных медучреждениях будут проводиться быстрее. Биосенсор — дешевле имеющихся на рынке аналогов и, к тому же, им проще пользоваться. К тому же мы смогли упростить процесс...
01.12.2022 Младший брат «Москвича 3». В России представлен кроссовер JAC JS6, названы цены
Он приходится младшим братом «Москвичу 3», который собирают на бывшем заводе Renault, ведь этот «Москвич» — всего лишь переименованный кроссовер JAC JS4. Сегодня состоялась официальная премьера ...
26.08.2022 GIMP 2.99.12
Главное изменение — базовая поддержка CMYK. Выпущена новая нестабильная версия графического редактора GIMP. Что это означает: Текущая реализация ориентирована на пользователей, которых устраивает поз...
27.08.2022 Наконец-то новая платформа Qualcomm для недорогих смартфонов. Появились спецификации Snapdragon 6 Gen 1
Но сегодня в Сети появились данные о Snapdragon 6 Gen 1. Несмотря на то, что Snapdragon 8 Gen 1 на рынке присутствует уже более полугода, и уже вышла Snapdragon 8 Plus Gen 1, среди других платформ но...
20.01.2023 «Старший брат» «Москвича 3»: в России начались официальные продажи кроссовера JAC JS6
На днях они появятся в Санкт-Петербурге. Машины уже есть у дилеров в Москве, Новосибирске, Челябинске, Екатеринбурге. Цена начинается с отметки 2,6 млн рублей за базовую версию Comfort, однако большин...
Все новости