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在量子传感中,什么能打败噪声?半途而废。
包括 NIST 科学家在内的一个团队可能已经找到了一种在量子物理占主导地位的微观尺度上处理噪声的新方法。
来源:美国国家标准技术研究所无论您是想睡觉还是想利用量子物理定律,噪音都很烦人。尽管来自环境干扰的噪音将永远伴随着我们,但包括美国国家标准与技术研究院 (NIST) 科学家在内的一个团队可能已经找到了一种在量子物理占主导地位的微观尺度上处理噪音的新方法。解决这种噪音可以使有史以来最好的传感器成为可能,其应用范围从医疗保健到矿物勘探。
通过利用被称为叠加和纠缠的量子现象,研究人员可以测量环境中的微妙变化,这对从地质学到 GPS 等各个领域都有用。但要做到这一点,他们必须能够透过杂散磁场等环境源引起的噪音来检测来自大脑的重要信号等。
今天在《物理评论快报》上详细介绍的新发现将使原子等相互关联的量子物体组能够在存在噪声的情况下更好地感知环境。一群互不关联的量子物体已经可以超越传统传感器。通过量子纠缠过程将它们连接起来可以使它们表现得更好。然而,纠缠该群体可能会使其容易受到环境噪声的影响,从而导致错误,从而使该群体失去额外的传感优势。
物理评论快报“通常在量子纠错中,你希望完美地纠正错误,”该论文的作者之一、前美国国家标准与技术研究院 (NIST) 与马里兰大学联合研究所量子信息与计算机科学联合中心 (QuICS) 鲁棒量子模拟研究所 (RQS) 博士后研究员 Cheng-Ju (Jacob) Lin 说道。 “但因为我们用它来传感,所以我们只需要近似地校正它,而不是精确地校正它。只要你按照我们发现的方式准备你的纠缠传感器,它就会保护你的传感器。”
RQS QuICS