6 мая 2024
Технология применения квантовых датчиков стремится сделать измерение физических величин еще более точным. Команда ученых из Университета Инсбрука сравнила сигналы 91 сенсора друг с другом. Таким образом, исследователям удалось успешно устранить шум, вызванный взаимодействием с окружающей средой.
Квантовые системы, внедренные в квантовые технологии, очень чувствительны: любой контакт с окружением может вызвать изменения, которые приведут к помехам. Однако, такая особенность также является уникальным преимуществом. Эта чувствительность позволяет сенсорам превосходить обычные в точности, например, если нужно измерить гравитационные или магнитные поля.
Однако восприимчивые квантовые состояния, необходимые для считывания информации, могут быть заглушены шумом – быстрым взаимодействием сенсора и среды, которое нарушает его корректную работу. В результате такой операции эффективное функционирование датчика нарушается. Группа физиков представила метод, который позволит сделать эту информацию доступной, используя корреляционную спектроскопию.
Метод заключается в использовании не одного сенсора, а целой сети, состоящей из 91 устройства. При этом, каждый датчик состоит всего лишь из одного атома! Поскольку внешнее влияние оказывается на все устройства сразу, можно провести анализ одновременных изменений в их состоянии. Такая методика позволит эффективно выявлять и устранять шум окружающей среды и извлекать желаемые данные. Метод позволит с безошибочно определять изменения магнитного поля в окружающей среде или вычислять расстояние между квантовыми устройствами. Кроме того, данный подход универсален и применим для различных задач и экспериментов.
Ранее технология корреляционной спектроскопии использовалась с двумя атомными часами, что позволяло с большей точностью измерять время. Новый механизм впервые применяется на таком большом количестве атомов.
В своем исследовании ученые из Инсбрука продемонстрировали, что по мере увеличения количества частиц в сенсорной сети повышается и достоверность измерений с помощью датчиков. Примечательно, что перепутывание квантовых состояний, которое традиционно используется для повышения точности датчиков, но которое сложно создать в лаборатории, не дает преимуществ по сравнению с сетями из нескольких сенсоров.
Источник: sensoren.ru
