Mesurer de minuscules effets quantiques avec une grande précision


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  • La plupart des technologies de l’information quantique, y compris les ordinateurs quantiques – considérés comme une étape au-dessus des superordinateurs – et la communication quantique qui ne peut pas être piratée, sont basées sur le principe de l’intrication quantique. Cependant, les systèmes intriqués existent dans un petit monde microscopique et sont assez fragiles. La métrologie quantique, qui offre une sensibilité accrue par rapport aux mesures conventionnelles en métrologie de précision, s’est également principalement appuyée sur l’intrication quantique, de sorte qu’elle est difficile à mettre en œuvre dans des applications réelles. Récemment, une équipe de recherche coréenne a proposé une méthode pour atteindre la précision de la métrologie quantique sans utiliser de ressources intriquées.

    Une équipe de recherche POSTECH dirigée par le professeur Yoon-Ho Kim et le Dr Yosep Kim (Département de physique) a découvert une méthode d’amplification à faible valeur (WVA) qui atteint la limite de Heisenberg sans utiliser l’intrication quantique. La limite de Heisenberg fait référence à la précision finalement réalisable en métrologie quantique.

    La métrologie basée sur WVA, qui est l’une des méthodes de mesure des effets quantiques, est une approche permettant d’obtenir le plus d’informations sur le système quantique avec un impact minimal. Il peut mesurer efficacement le système sans effondrer l’état quantique.

    En utilisant la faible valeur mesurée de cette manière, il est possible d’amplifier de minuscules effets physiques tels que des déphasages ultra-petits. Bien que cette méthode ait moins d’erreurs par rapport aux méthodes conventionnelles, elle a une limitation critique de probabilité de détection plus faible. Des méthodes pour surmonter cette limitation ont été proposées en utilisant l’intrication, mais la difficulté à générer une intrication quantique à grande échelle a été un défi majeur pour réaliser la métrologie limitée par Heisenberg.

    Les chercheurs ont confirmé que dans l’amplification à faible valeur, la limite de Heisenberg est atteinte sans utiliser l’intrication grâce à l’interaction itérative entre différents états quantiques. Ils expliquent que cela résulte des interactions itératives locales entre chaque particule d’un système intriqué et un mètre, plutôt que de l’intrication quantique elle-même.

    « Cette étude contribuera à l’utilisation pratique de la métrologie quantique en vérifiant que l’intrication n’est pas une exigence absolue pour atteindre la limite de Heisenberg », a fait remarquer le professeur Yoon-Ho Kim qui a dirigé l’étude.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH). Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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