Tutka tehostuu kvanttisesti ja interferenssillä

11.08.2023

Ecole-Normale-Superieure-kvanttitutka-350-t.jpgKvanttiteknologiat tarjoavat laajan valikoiman mahdollisuuksia, jotka toimivat kvanttimekaniikan periaatteita hyödyntäen ja voisivat olla joissakin tehtävissä huomattavasti parempia kuin klassiset laitteet.

Esimerkiksi kvanttitutka parantaa kohisevassa ympäristössä olevan kohteen havaitsemista hyödyntämällä kahden tilan, mittaussignaalin ja peruskäynnin välisiä kvanttikorrelaatioita.

Ennustettu kvanttiparannus ei ole vain vähemmän herkkä häviöille kuin useimmat kvanttimetrologiset sovellukset, vaan sen oletetaan myös paranevan lisäkohinalla.

Ecole Normale Supérieure de Lyonin, CNRS:n tutkimusryhmä on kehittänyt äskettäin kvanttitutkan periaatteen, joka voisi merkittävästi ylittää kaikki olemassa olevat klassisiin lähestymistapoihin perustuvat tutkat. Uusi tutkaratkaisu mittaa samanaikaisesti toisiinsa lomitettujen koetinsignaalin ja perussignaalin (idler) mikroaaltofotonien tiloja sitten kun koetinsignaali heijastuu kohteesta ja sekoittuu lämpökohinaan.

Tutkijat esittelevät työssään suprajohtavaa piiriä, joka toteuttaa mikroaaltokvanttitutkan, joka voi tarjota yli 20 % paremman suorituskyvyn kuin mikään mahdollinen klassinen tutka.

Chapman yliopiston ja kansainvälisten tutkijoiden tutkatyö voittaa puolestaan yhdeksän vuosikymmentä vanhan ongelman resoluution ja havaintoetäisyyden välillä. Heidän kehittämät uudet interferenssiset tutkatoiminnot parantavat kohteiden välistä etäisyyden erottelukykyä tutka-aaltojen avulla.

"Uskomme, että tämä työ avaa joukon uusia sovelluksia ja parantaa olemassa olevia tekniikoita", sanoo John Howell, tutkimusartikkelin johtava kirjoittaja.

Tutkijaryhmä on osoittanut etäisyyden erottelukyvyn yli 100 kertaa paremmaksi kuin pitkään uskottiin olevan mahdollsta.

Käyttämällä funktioita, joissa on sekä jyrkkiä että nolla-aikagradientteja, tutkijat osoittivat, että oli mahdollista mitata erittäin pieniä aaltomuodon muutoksia, jotta kahden kohteen välinen etäisyys voidaan ennustaa tarkasti, mutta silti vahvasti absorptiohäviöitä sietäen. Esimerkiksi Arkeologille tämä luo kyvyn erottaa syvällä maan alla oleva kolikko keramiikkasirpaleesta.

Läpimurtoidea perustuu erityisesti tuotettujen aaltomuotojen superpositioon. Kun radioaalto heijastuu kahdelta eri pinnalta, heijastuneet radioaallot yhdistyvät muodostaen uuden radioaallon. Tutkimusryhmä käyttää tarkoitukseen suunniteltuja pulsseja luodakseen uudenlaisen superponoidun pulssin. Komposiittiaallolla on ainutlaatuiset osaaallonpituuksien ominaisuudet, joita voidaan käyttää objektien välisen etäisyyden ennustamiseen.

Aiheesta aiemmin:

Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi

Tutka voi korvata stetoskoopin
15.02.2025Kupariset kukat kukkivat keinolehdillä
14.02.2025Kvanttiverkot vakaammiksi yhteyksiä lisäämällä
14.02.2025Lomittumista makrotasolla
13.02.2025Atomien avulla parempia metamateriaaleja
13.02.2025Käänteinen suunnittelu pelin muuttajana fysiikassa
12.02.2025Metamateriaali piin pinnalla vauhdittaa elektroneita
12.02.2025Porttiohjattavilla kaksiulotteisilla TMD:llä spintronisia muisteja
11.02.2025Omavoimainen älyanturi poistaa haavanhoidon kivun
11.02.2025Printattavia monimolekyylisiä biosensoreita
10.02.2025Muisti-innovaatiot tasoittavat tietä EU:n tietotekniikan riippumattomuudelle

Siirry arkistoon »