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

Proč jsou metody distribuce vakcín COVID-19 krátké + 3 způsoby, jak je vylepšit

Objevilo se několik návrhů, jak distribuovat COVID-19 vakcíny, ale nezajistí spravedlivé rozdělení vakcíny. Tým, který zahrnuje Nicole Hassoun, profesorku na Binghamton University, navrhuje...

Obstrukční spánková apnoe je běžná u lidí s kognitivními poruchami – je léčitelná

Léčitelná porucha spánku, která je běžná u lidí s poruchami myšlení a paměti. K obstrukční spánkové apnoe dochází, když je během spánku dýchání opakovaně přerušováno....

Kvantové tunelování v grafenu posouvá éru vysokorychlostní bezdrátové komunikace Terahertz

Kvantové tunelování. Půjčka: Tisková kancelář Daria Sokol / MIPT Vědci z MIPT, Moskevské státní pedagogické univerzity a univerzity v Manchesteru vyvinuli velmi citlivý terahertzový...

Využití vibračních molekul ke studiu vlnových vlastností hmoty

Molekulární ionty HD + (páry žlutých a červených bodů) v iontové pasti (šedé) jsou ozářeny laserovou vlnou (červená). To vede k kvantovým skokům,...

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Newsletter

Subscribe to stay updated.