Los investigadores de la Universidad de Griffith han demostrado un procedimiento para realizar mediciones precisas de velocidad, aceleración, propiedades del material e incluso ondas de gravedad posibles, acercándose a la máxima sensibilidad permitida por las leyes de la física cuántica.

Publicado en Comunicaciones de la naturaleza , el trabajo vio al equipo de Griffith, dirigido por el profesor Geoff Pryde, trabajar con fotones (partículas individuales de luz) y usarlos para medir la distancia extra recorrida por el haz de luz, en comparación con su haz de referencia asociado, a medida que pasaba por la muestra que se estaba midiendo:un cristal delgado.

Los investigadores combinaron tres técnicas:entrelazamiento (una especie de conexión cuántica que puede existir entre los fotones), pasar los rayos de un lado a otro a lo largo de la ruta de medición, y una técnica de detección especialmente diseñada.

"Cada vez que un fotón atraviesa la muestra, hace una especie de mini-medición. La medida total es la combinación de todas estas mini-medidas, "dijo el Dr. Sergei Slussarenko de Griffith, que supervisó el experimento. "Cuantas más veces pasan los fotones, cuanto más precisa se vuelve la medición.

"Nuestro esquema servirá como modelo para herramientas que puedan medir parámetros físicos con una precisión que es literalmente imposible de lograr con los dispositivos de medición comunes.

El autor principal del artículo, el Dr. Shakib Daryanoosh, dijo que este método se puede utilizar para investigar y medir otros sistemas cuánticos.

"Estos pueden ser muy frágiles, y cada fotón sonda que le enviemos lo perturbaría. En este caso, usar pocos fotones pero de la manera más eficiente posible es fundamental y nuestro esquema muestra cómo hacer exactamente eso, " él dijo.

Si bien una estrategia es usar tantos fotones como sea posible, eso no es suficiente para alcanzar el máximo rendimiento. Para eso, también es necesario extraer la cantidad máxima de información de medición por pase de fotón, y eso es lo que ha logrado el experimento Griffith, acercándose mucho más al llamado límite de precisión de Heisenberg que cualquier otro experimento comparable.

El error restante se debe a una imperfección experimental, como el esquema diseñado por el Dr. Daryanoosh y el profesor Howard Wiseman, es capaz de alcanzar el límite exacto de Heisenberg, En teoria.

"Lo realmente bueno de esta técnica es que funciona incluso cuando no tienes una buena suposición inicial para la medición, "El profesor Wiseman dijo." El trabajo anterior se ha centrado principalmente en el caso en el que es posible hacer una muy buena aproximación inicial, pero eso no siempre es posible ".

Se requieren algunos pasos adicionales antes de que esta demostración de prueba de principio pueda aprovecharse fuera del laboratorio.

Producir fotones entrelazados no es sencillo con la tecnología actual, y esto significa que aún es mucho más fácil usar muchos fotones de manera ineficiente, en lugar de cada conjunto de fotones entrelazados de la mejor manera posible.

Sin embargo, según el equipo, las ideas detrás de este enfoque pueden encontrar aplicaciones inmediatas en algoritmos de computación cuántica e investigación en ciencia fundamental.

En última instancia, el esquema se puede extender a un mayor número de fotones entrelazados, donde la diferencia del límite de Heisenberg sobre el límite normalmente alcanzable es más significativa.