Квантовые сенсоры станут точнее благодаря новому методу борьбы с шумом
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) предложили новый подход к повышению точности квантовых сенсоров, который позволяет эффективно бороться с помехами от окружающей среды. Этот метод может привести к созданию самых точных сенсоров в истории с применениями в медицине, навигации и геологоразведке.
Квантовые сенсоры используют явления суперпозиции и запутанности для обнаружения минимальных изменений в окружающей среде, таких как слабые магнитные поля. Однако шум окружающей среды часто мешает точным измерениям.
Новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters, предлагает стратегию подготовки групп кубитов (квантовых битов) для задач сенсорного измерения. Вместо полной коррекции ошибок метод предполагает исправление только части из них, что делает сенсор более устойчивым к шуму.
«Обычно в квантовой коррекции ошибок вы хотите исправить ошибку идеально, — объясняет Ченг-Джу (Джейкоб) Лин, один из авторов работы. — Но поскольку мы используем это для сенсорного измерения, нам нужно исправить её приблизительно, а не точно. Если вы подготовите свой запутанный сенсор так, как мы обнаружили, он будет защищён».
Запутанные кубиты усиливают сигнал, но становятся более уязвимыми к шуму. Новый подход позволяет сохранить преимущества запутанности, жертвуя небольшой частью чувствительности, но обеспечивая большую общую устойчивость.
Метод основан на кодах квантовой коррекции ошибок, которые делают группу кубитов устойчивой к ошибкам, связанным с шумом. Это открытие может ускорить разработку практических квантовых сенсоров для различных приложений.
0 комментариев