Un equipo de investigación ha logrado implementar un sensor cuántico distribuido que puede medir múltiples cantidades físicas distribuidas espacialmente con alta precisión más allá del límite cuántico estándar con pocos recursos. Sus hallazgos se publican en la revista Nature Communications. .

Compartir la hora exacta entre ubicaciones distantes es cada vez más importante en todas las áreas de nuestras vidas, incluidas las finanzas, las telecomunicaciones, la seguridad y otros campos que requieren mayor exactitud y precisión en el envío y recepción de datos.

Los fenómenos cuánticos como la superposición y el entrelazamiento se pueden utilizar para medir con mayor precisión el tiempo de diferentes relojes en dos espacios distantes. De manera similar, si tiene dos cantidades físicas, una en Seúl y otra en Busan, puede compartir el estado de entrelazamiento en Seúl y Busan y luego medir las dos cantidades físicas simultáneamente con mayor precisión que si mide las cantidades físicas en Seúl y Busan por separado. .

Existe la expectativa de que los sensores cuánticos permitan mediciones ultraprecisas que no son posibles con los sensores clásicos, y los "sensores cuánticos distribuidos" son sistemas que pueden medir múltiples parámetros distribuidos en un área grande con mayor precisión que los sensores convencionales.

Un equipo de investigación del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) ha demostrado experimentalmente que los sistemas de detección cuántica distribuida se pueden utilizar para medir fenómenos con la mayor precisión posible con la mecánica cuántica en situaciones en las que los objetos a medir están distribuidos en un área grande. /P>

El equipo generó experimentalmente un estado de entrelazamiento máximo superpuesto que existe simultáneamente en cuatro espacios muy separados del estado de Bell, un estado de entrelazamiento cuántico, y lo aplicó para alcanzar el límite de Heisenberg, el límite de la precisión de la mecánica cuántica.

"Esperamos expandirnos hacia tecnologías prácticas como la sincronización horaria global y la detección ultramicroscópica de cáncer siendo pioneros en la tecnología de fuente central para la detección cuántica distribuida, que permite mediciones más allá del límite cuántico estándar con pocos recursos", dijo el Dr. Hyang-Tag Lim de KIST, quien dirigió el estudio.

El Dr. Hyang-Tag Lim y su equipo del Centro de Información Cuántica trabajaron en esta investigación en colaboración con importantes institutos de investigación nacionales e internacionales como la Universidad Chung-Ang, el Instituto de Investigación de Estándares y Ciencias de Corea (KRISS), la Agencia para Desarrollo de Defensa (ADD) y el Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL).

Más información: Dong-Hyun Kim et al, Detección cuántica distribuida de múltiples fases con menos fotones, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44204-z

Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza

Proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología