Prolomte bariéru rozlišení s kvantitativně omezenou přesností

Fotografický kredit: Paderborn University, Besim Mazhiqi

Vědci z univerzity v Paderbornu vyvinuli novou metodu měření vzdáleností pro systémy, jako je GPS, pomocí nichž lze získat výsledky přesněji než kdy dříve. S pomocí kvantové fyziky tým vedený držitelkou Ceny Leibniz, profesorkou Christine Silberhornovou, úspěšně překonal takzvaný limit rozlišení, který způsobuje „šum“, který můžeme vidět například na fotografiích.

Jejich výsledky byly právě publikovány v časopise Fyzické ověření X Kvantové (((Jako PRX). v fyzikaJako online magazín vydavatele byl příspěvek také uveden s odborným pohledem – čest byla udělena pouze některým vybraným publikacím.

Fyzik Dr. Benjamin Brecht vysvětluje problém limitu rozlišení: „Při měření laserové vzdálenosti registruje detektor dva světelné impulsy různé intenzity s časovým rozdílem. Čím přesnější je měření času, tím přesněji lze určit vzdálenost. To za předpokladu, že čas mezi impulsy je větší než délka impulzů, to funguje dobře. “

Jak však vysvětluje Brecht, problémy nastanou, když se pulzy překrývají: „Pak již nemůžete měřit časový rozdíl pomocí konvenčních metod. Toto se nazývá „limit rozlišení“ a jedná se o dobře známý efekt na fotografiích. Velmi malé struktury nebo textury již nelze vyřešit. Je to stejný problém – pouze s pozicí, ne s časem. “

Podle Brechta je další výzvou určit různé intenzity dvou světelných impulsů současně s jejich časovým rozdílem a časem příjezdu. Ale to je přesně to, čeho vědci dosáhli – „s kvantově omezenou přesností,“ dodává Brecht. Ve spolupráci s partnery z České republiky a Španělska byli paderbornští fyzici dokonce schopni měřit tyto hodnoty, když se pulzy překrývaly o 90 procent.

Brecht říká: „To je daleko za hranicí rozlišení. Přesnost měření je 10 000krát lepší. Pomocí metod z kvantové teorie informací můžeme najít nové formy měření, které překonávají limity zavedených metod. “

Tato zjištění by mohla v budoucnu umožnit významné zlepšení přesnosti aplikací, jako je LIDAR, metoda měření optické vzdálenosti a rychlosti a GPS. Bude však nějakou dobu trvat, než bude připraven na trh, zdůrazňuje Brecht.

Odkaz: „Dosažení konečného rozlišení kvantového načasování“, autor: Vahid Ansari, Benjamin Brecht, Jano Gil-Lopez, John M. Donohue, Jaroslav Řeháček, Zdeněk Hradil, Luis L. Sánchez-Soto a Christine Silberhorn, 4. ledna 2021, Jako PRX.
DOI: 10.1103 / PRXQuantum.2.010301

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Aby se objev urychlil, vychází z mřížky vysoce dimenzionální infračervený mikroskop

Příklad vzoru dlaždice použitého ke skenování kulatého červa C. elegans. Non-grid pattern dává algoritmu vzorkování větší flexibilitu pro rychlé resetování oblastí zájmu. ...

Starověcí zirkonové říkají, že desková tektonika začala před 3,6 miliardami let – významná událost pro přivítání Země k životu

Zirkony studované výzkumným týmem byly vyfotografovány pomocí katholluminiscence, techniky, která umožňuje týmu vizualizovat vnitřek krystalů pomocí speciálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Tmavé kruhy na...

Můžeme opioidy zvýšit návykovostí? [Video]

V roce 2017 byly miliony lidí po celém světě závislí na opioidech a 115 000 zemřelo na předávkování. Opioidy jsou nejsilnější léky proti bolesti, které...

V místě vazby protilátek ve variantách viru COVID-19 – hlavní důsledky pro budoucí vakcíny

Výzkumný tým Penn State zjistil, že N protein na SARS-CoV-2 je uložen ve všech pandemických koronavirech souvisejících se SARS (nahoře vlevo: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV,...

NASA investuje 105 milionů amerických dolarů do vývoje inovativních technologií pro malé podniky ve Spojených státech

NASA Má dlouhou historii podpory amerických podnikatelů při vývoji technologií od nápadu po obchodní připravenost. Agenturní program Small Business Innovation Research (SBIR) dále podporoval...

Newsletter

Subscribe to stay updated.