首页 科技内容详情
令人“讨厌”的量子效应也能发挥新用处,可将量子传感器灵敏度提高百倍

令人“讨厌”的量子效应也能发挥新用处,可将量子传感器灵敏度提高百倍

分类:科技

网址:

SEO查询: 爱站网 站长工具

点击直达

皇冠登录线路www.hg108.vip)实时更新发布最新最快的皇冠手机网址、皇冠手机网址线路、皇冠手机网址登录网址、皇冠手机网址管理端、皇冠手机网址手机版登录网址、新2手机皇冠登录网址。


量子传感器有望达到前所未有的灵敏度水平,为一系列新应用提供支持,比如检测思想的磁场或监听来自暗物质的无线电波。然而,许多量子传感器在测量过程中会经历高水平的噪声,这严重降低了它们的性能。现在,一项新的研究揭示了一种克服这种噪音的技术,有可能将这些设备的灵敏度提高一百倍。


量子技术依赖于量子效应,量子效应的产生是因为宇宙在极小的水平上可能变得相当不明确。例如,被称为叠加的量子效应使原子和宇宙的其他组成部分能够本质上同时存在于两个或两个以上的地方或状态。


众所周知,这些量子效应很容易受到外界干扰。然而,量子传感器利用这一弱点实现了对环境中最轻微干扰的异常敏感性。科学家们目前正在开发量子传感器,它可以以前所未有的细节绘制隐藏在地下的特征,并以卓越的性能和成本对大脑活动进行非侵入性扫描。

一个常见的固态量子传感器平台由微观人造钻石组成,钻石内部有缺陷,其中一个碳原子被一个氮原子取代,相邻的碳原子丢失。这些氮空位(NV)中心可以被认为是一个存在于两个能级(0和1)叠加中的“量子比特”。


“当你应用绿色激光时,只有当量子比特处于1态而不是0态时,你才会得到强烈的红光荧光。”该研究的资深作者、芝加哥大学的理论量子物理学家Aashish Clerk说。磁、电、热和其他干扰可以改变这种响应,使NV中心帮助充当传感器。


然而,典型的固态量子传感器,包括基于NV中心的传感器,在测量数据的读出过程中经常会遇到大量的噪声。这种检测噪声会显著限制其可达到的灵敏度。


现在,Clerk和他的同事们发现,一种常被视为讨厌的量子效应可能有助于极大地提高这些量子传感器的灵敏度。我们认为灵敏度提高一到两个数量级是可能的。

,

a55555.net彩票网www.a55555.net)是澳洲幸运5彩票官方网站,开放澳洲幸运5彩票会员开户、澳洲幸运5彩票代理开户、澳洲幸运5彩票线上投注、澳洲幸运5实时开奖等服务的平台。

,


一个固态量子传感器通常可能拥有数百或数千个量子比特。它们可以集体以光子爆发的形式释放能量。这种效应被称为超辐射衰变,它可以向量子传感注入一些噪声,因此通常是不需要的。然而,这种衰减产生的噪声比固态量子传感器在读出时所经历的要小得多。


当研究人员探索量子比特在衰变过程中发生的相互作用时,Clerk说:“我们意识到可能正在发生一些潜在的有用的事情,当每个单个量子比特从1衰减到0时,它会对所有其他未解码的量子比特产生一点影响,这些量子比特仍处于叠加状态。”

科学家们意外地发现,这种踢法可以放大剩余量子位中编码信息的可探测性。如果研究人员只让超级辐射衰变在有限的时间内发生,他们最终可能会有一半的量子比特保持完整,同时显著放大其中的信号。


研究人员建议,将微波或机械谐振器与nv中心量子传感器中的量子位相耦合,可以帮助实现读出前的超辐射放大步骤。这反过来又会大大增加装置的灵敏度。


科学家们补充说,这种方法也应该适用于其他一些量子传感平台,比如那些基于钻石中的硅空位中心的平台。我们正在积极地与试验组合作,以实施我们的协议。


物理学家早在20世纪50年代就知道了超辐射。克拉克说:“我们才刚刚开始了解和利用超辐射物理学的某些方面,这令人惊讶和兴奋。”


注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

 当前暂无评论,快来抢沙发吧~

发布评论