Kvanttista mittaustekniikkaa teollisuuteen

Politecnico di Torinon ja Researchers at the Istituto Nazionale di Ricerca Metrologican (INRiM) tutkijat ovat osoittaneet, että kvanttikorrelaatioiden ansiosta optimoiduilla optisilla mittauksilla, joita kutsutaan "lomittumiseksi", on mahdollista vähentää virheitä tiettyjen tuotteiden ja tuotantoprosessien vaatimustenmukaisuuden varmentamisessa.

Suurempi kuva

Vaatimustenmukaisuustestit suoritetaan usein mittauksilla satunnaiselle lopputuotteiden osajoukolle. Tärkeitä esimerkkejä ovat optiset läpäisymittaukset ja spektroskopia, jotka ovat hyödyllisiä kemiallisten pitoisuuksien ja biologisten näytteiden karakterisoinnissa.

Koska jokainen aine absorboi valoa eri tavalla eri optisilla taajuuksilla, sen pitoisuus voidaan arvioida optisen läpäisevyysmittauksen avulla, eli mittaamalla intensiteetti ennen ja jälkeen testikohteen. Tuotantoprosessiin vaikuttavat kuitenkin tilastolliset vaihtelut, joten pitoisuudet ja siten myös välitettävä optinen intensiteetti jakautuvat viitearvon ympärille.

Perinteisten, tyypillisesti optisiin mittauksiin käytettävien valonlähteiden, mukaan lukien laserit, sisäiset vaihtelut heikentävät tuotteiden karakterisoinnin tarkkuutta. Tämä rajoitus on erityisen tärkeä valoherkkien näytteiden tapauksessa, joissa on olennaista käyttää matalan intensiteetin valoa ja pitää koko tuotannon aikana testattavien tuotteiden määrä pienenä.

Täsmälleen tässä skenaariossa tutkijat ovat osoittaneet, kuinka "kvanttiyhdenmukaisuustestin" kokeellisen toteutuksen avulla kvanttilomittuneiden valonlähteiden käyttö voi vähentää huomattavasti luokitusvirheiden todennäköisyyttä kiinteällä säteilytetyllä energialla näytteissä, parantaen valvonnan tehokkuutta merkittävästi.

Lyhyesti sanottuna toinen kahdesta lomittuneesta valonsäteestä on vuorovaikutuksessa testattavan kohteen kanssa, kun taas toista käytetään mittaamaan valon vaihtelua erittäin tarkasti.

Kokeilu osoittaa, kuinka kvanttiyhtenäisyystesti voidaan toteuttaa nykyisellä laboratorioissa saatavilla olevalla teknologialla, mikä luo perspektiivin että se on siirrettävissä käytännön sovelluksiin lähitulevaisuudessa.

Aiheesta aiemmin:

Insinöörit osoittavat kvanttiedun