Harvard-wetenschappers vereenvoudigen quantumverstrengeling voor geavanceerde sensortechnologie

AmsterdamNatuurkundigen van Harvard hebben vooruitgang geboekt in kwantumdetectie door spin squeezing bruikbaarder te maken. Bij spin squeezing wordt een groep deeltjes beheerst om de precisie van metingen te verbeteren. Deze verbetering is bijzonder nuttig in gebieden zoals kwantumdetectie waar hoge nauwkeurigheid cruciaal is.

Wetenschappers ontdekten dat het bereiken van 'spin squeezing' eenvoudiger is dan gedacht. Normaal vereist dit complexe "all-to-all" interacties tussen deeltjes. Nieuwe onderzoeken tonen echter aan dat het ook mogelijk is met ferromagnetisme, hetzelfde type magnetisme dat in gewone magneten voorkomt. Dit maakt het proces veel gemakkelijker.

Belangrijke punten van deze ontdekking zijn:

• Spin-squeezing verbetert de meetnauwkeurigheid door het beïnvloeden van kwantumtoestanden.
• Overal-tegelijk-interacties zijn niet meer noodzakelijk; ferromagnetische interacties volstaan.
• Dit opent nieuwe wegen voor het ontwikkelen van draagbare en nauwkeurige kwantumsensoren.

Deze doorbraak biedt aanzienlijke praktische voordelen. Door spin-squeezing eenvoudiger toepasbaar te maken, kunnen meer onderzoekers zeer gevoelige kwantumsensoren creëren. Deze sensoren zijn nuttig in uiteenlopende gebieden zoals biomedische beeldvorming, atoomklokken en het detecteren van zwaartekrachtsgolven. Stikstof-vacaturecentra in diamanten, die doeltreffende kwantumsensoren zijn, worden al getest met deze nieuwe techniek.

Lees ook:

Vandaag · 12:24

Groen proces zet plantafval om in vliegtuigbrandstof

Met minder strenge eisen voor spinverstrengeling kunnen we flexibelere quantumapparaten bouwen. Door de noodzaak voor complexe interacties tussen deeltjes te verminderen, wordt het eenvoudiger om quantumtechnologieën te ontwikkelen en uit te breiden. Dit kan de ontwikkeling van vele hulpmiddelen versnellen, waardoor geavanceerde quantumsensoren sneller van het laboratorium naar praktische toepassingen kunnen gaan.

Verschillende federale organisaties, zoals het Army Research Office, het Office of Naval Research, het Department of Energy, het Department of Defense en de National Science Foundation, hebben dit onderzoek gesteund. Hun steun onderstreept het belang van de ontwikkeling van quantum sensing technologieën, die grote gevolgen hebben voor defensie en nationale veiligheid.

Harvard-fysici hebben een methode ontwikkeld die het makkelijker maakt om spin squeezing te bereiken, waardoor de nauwkeurigheid van quantummetingen wordt verbeterd. Hun nieuwe techniek, gebaseerd op ferromagnetisme, zou zeer nauwkeurige quantumsensoren breder beschikbaar kunnen maken en invloed kunnen hebben op diverse wetenschappelijke en industriële gebieden.