Квантовые измерения на основе коррелированных фотонов достигли максимальной точности в действительных условиях

Коллектив учёных из Университета Портсмута достиг значительных успехов в области квантовых измерений, создав способ, позволяющий фиксировать минимальные изменения световых волн на нанометровом уровне с беспрецедентной точностью. Этот подход открывает перспективы использования квантовых сенсоров в различных отраслях — от производства до потребительской электроники.

Суть метода заключается в манипуляции парами «коррелированных» фотонов, которые на квантовом уровне обладают взаимосвязанными свойствами. При взаимодействии через оптический делитель, эти частицы формируют интерференционные паттерны, чувствительные к малейшим изменениям их позиции. Отслеживая изменения в этих узорах, исследователи смогли обнаруживать сдвиги, соизмеримые с долями тысячных от толщины человеческого волоса, и, что примечательно, более эффективно, чем традиционные лазерные системы.

Главное достоинство данного метода — неизменная высокая точность, вне зависимости от масштаба измерений, что имеет решающее значение для продолжительного мониторинга, например, деформации строительных материалов или микроскопических движений биологических тканей.

«Мы преодолели ключевой барьер квантовых технологий — их зависимость от сложных устройств, — подчёркивает профессор Винченцо Тамма, руководящий проектом. — Сейчас даже простейшие детекторы, фиксирующие полную интенсивность света, могут достигать предельной точности, обусловленной законами квантовой физики».

Это делает системы более доступными и значительно упрощает их интеграцию в текущие устройства. В будущем данная технология может значительно повысить точность лидаров в автономных транспортных средствах, улучшить разрешающую способность в медицинской визуализации или обеспечить высокое качество контроля в микроэлектронной промышленности, например, в производстве полупроводников с наноструктурами.

Центр QSTH при университете, сотрудничая с IBM, Xairos и другими организациями, уже тестирует применение методики в реальных условиях. Один из проектов посвящён разработке компактных сенсоров для космических аппаратов, где важна высокая точность при минимальной массе оборудования. Другое направление охватывает создание систем раннего обнаружения повреждений в мостах или ветрогенераторах путём фиксации микроскопических сдвигов на ранних стадиях.

По прогнозам учёных, первые коммерческие продукты, основанные на этой технологии, могут появиться на рынке в течение ближайших 3-5 лет.

Источник: iXBT