Кіріспе
Кванттық түйісуді жоғары дәлдікпен өлшеуге қолдану. Кванттық метрология – физикалық жүйелерді сипаттау үшін кванттық теорияны пайдалана отырып, физикалық параметрлердің жоғары ажыратымдылығымен және жоғары сезімталдығымен өлшеулер жасауды зерттейтін ғылым. Бұл сала классикалық жағдайда орындалған өлшемдерге қарағанда артық дәлдік беретін өлшеу техникаларын жасауға мүмкіндік береді. Кванттық гипотезаларды тексерумен бірге, ол кванттық сенсорлардың негізіндегі маңызды теориялық модельді құрайды.
Quantum metrology is the study of making high resolution and highly sensitive measurements of physical parameters using quantum theory to describe the physical systems, particularly exploiting quantum entanglement and quantum squeezing. This field promises to develop measurement techniques that give better precision than the same measurement performed in a classical framework. Together with quantum hypothesis testing, it represents an important theoretical model at the basis of quantum sensing.
Мысалдар
Бір мысал, дәл фазалық өлшеулерді жүзеге асыру үшін Мах-Зендер интерферометрінде NOON күйін пайдалану. Осыған ұқсас эффектті, сығылған күйлер сияқты, экзотикалық емес күйлерді қолдану арқылы да жасауға болады. Кванттық жарықтандыру протоколдарында, когерентті күйлермен бейнеленген классикалық күйлердің шегін жеңу үшін екі режимді сығылған күйлер кеңінен зерттеледі. Атомдық жиынтықтарда фазалық өлшеулер үшін спинмен сығылған күйлерді қолдану мүмкін.
Қолданбалар
Маңызды қолданыс ретінде LIGO немесе Virgo интерферометрі сияқты жобалардағы гравитациялық сәулеленуді анықтауды атауға болады, онда екі қашық жерде орналасқан массалар арасындағы салыстырмалы қашықтықты жоғары дәлдікпен өлшеу қажет. Дегенмен, кванттық метрология арқылы жүргізілетін өлшемдер қазіргі таңдағы осы жағдайда қолданылмайды, оларды іске асыру қиын. Бұған қоса, гравитациялық толқындарды анықтауға кедеріс келтіретін басқа шу көздері де бар, оларды жеңіп алу керек. Бірақ, болашақта LIGO-да кванттық метрологияны қолдану жоспарлары қарастырылуы мүмкін.
Кванттық ақпарат ғылымымен байланысы
Кванттық метрология мен кванттық ақпарат ғылымдары арасында берік байланыс бар. Магнитометрияда толық поляризацияланған спиндер жиынтығымен классикалық интерферометриядан артық өту үшін кванттық түйісудің қажеттігі дәлелденді. Схеманың егжей-тегжейіне қарамастан, кез келген сызықтық интерферометр үшін де ұқсас қатынас жалпы жарамды екені көрсетілді. Сонымен қатар, параметрлерді бағалаудың дәлдігін арттыру үшін көпбөлшекті түйісудің жоғары деңгейлері қажет. Қосымша, кванттық жүйелердің бірнеше еркіндік дәрежесіндегі түйісу ("гипертүйісу" деп аталады) әрбір еркіндік дәрежесіндегі түйісуден туындайтын жақсарту арқылы дәлдікті арттыру үшін қолданылуы мүмкін.