Harvard-fysiker förenklar spin-squeezing för förbättrade kvantmätningar och avancerad sensorteknik

StockholmFysiker vid Harvard har gjort framsteg inom kvantsensorteknik genom att förenkla användningen av spin-squeezing. Spin-squeezing innebär att man kontrollerar en grupp av partiklar för att förbättra mätningarnas precision. Denna förbättring är särskilt värdefull inom områden som kvantsensorteknik där hög noggrannhet är avgörande.

Forskare har upptäckt att det är enklare att uppnå spin-squeezing än man tidigare trott. Vanligtvis krävdes komplexa "all-till-all"-interaktioner mellan partiklar. Ny forskning visar dock att spin-squeezing kan uppnås med hjälp av ferromagnetism, samma typ av magnetism som finns i vanliga magneter. Detta gör processen mycket enklare.

Viktiga aspekter av denna upptäckt är:

• Spin-squeezing förbättrar mätprecisionen genom att manipulera kvanttillstånd.
• Det krävs inte längre interaktioner mellan alla delar; ferromagnetiska interaktioner räcker.
• Detta banar väg för utvecklingen av bärbara och exakta kvantsensorer.

Detta genombrott har stora praktiska fördelar. Genom att göra det enklare att använda spin squeezing kan fler forskare skapa mycket känsliga kvantsensorer. Dessa sensorer är användbara inom områden som biomedicinsk avbildning, atomur och detektering av gravitationsvågor. Kvantsensorer med kväve-vakanscentra i diamanter testas redan med denna nya teknik.

Läs också:

Idag · 12:24

Innovativ process förvandlar växtavfall till grönt flygbränsle

Med enklare krav för spinsqueezing kan vi utveckla mer flexibla kvantenheter. Genom att minska behovet av komplexa partikelinteraktioner blir det lättare att skapa och utöka kvantteknologier. Detta kan påskynda utvecklingen av många verktyg, så att avancerade kvantsensorer snabbt kan övergå från laboratoriet till praktisk användning.

Flera federala organisationer, inklusive Arméns forskningskontor, Sjöforskningskontoret, Energidepartementet, Försvarsdepartementet och National Science Foundation, gav sitt stöd till denna forskning. Deras stöd betonar vikten av att utveckla kvantsensorsteknologier, vilka har betydande konsekvenser för försvar och nationell säkerhet.

Fysiker vid Harvard har förenklat processen för att uppnå spinsammanpressning, vilket förbättrar precisionen i kvantmätningar. Deras nya metod som använder ferromagnetism kan göra högprecisionskvantsensorer mer tillgängliga och påverka olika vetenskapliga och industriella områden.