Kuantum algılama ile ışığın üç özelliği tek seferde ölçüldü

Bilim insanları, interferometri tabanlı yeni bir kuantum algılama şeması kullanarak, ışığın üç farklı özelliğini ilk kez tek seferde ve nihai kuantum hassasiyetiyle ölçmeyi başardı. Bu atılım, tıp ve astronomide yeni ilerlemelerin kapısını aralıyor.

Optik bir ağın birden fazla parametresini aynı anda tahmin edebilen interferometri tabanlı kuantum algılama şeması kullanılarak, ışığın üç farklı özelliğinin aynı anda ölçülmesi için yeni bir yöntem geliştirildi.Bu yaklaşımın, biyolojik görüntülemeden kütleçekim dalgası tespitine kadar uzanan geniş bir yelpazedeki uygulamalarda, kuantum ölçümlerinin hassasiyetini ve kapsamını iyileştirmesi bekleniyor. Gelişmenin, özellikle tıp ve astronomi alanlarındaki ilerlemelere yardımcı olabileceği belirtiliyor.TEK SEFERDE ÖLÇÜMBugüne kadar bu tür parametrelerin her birini ayrı ayrı ölçmek mümkündü. Ancak, The European Physical Journal Plus dergisinde yayınlanan yeni bir araştırma, ilk kez, üç bağımsız optik parametrenin, her birini ayrı ayrı incelemeye gerek kalmadan, tek bir ‘görünümde’ nihai kuantum hassasiyetiyle ölçülebileceğini gösterdi.İngiltere'deki Portsmouth Üniversitesi ve İtalya'daki Bari Üniversitesi'nden araştırmacılar, mevcut optik kaynakları (lazerler ve ‘sıkıştırılmış gürültü’ye olanak sağlayan kuantum ışığı gibi) ve özel algılama tekniklerini kullanarak yeni bir cihaz, bir interferometre yarattı.NİHAİ KUANTUM HASSASİYETİBu yeni cihaz, iki bilinmeyen faz kaymasının (ışık dalgasının yolculuğu sırasında oluşan küçük gecikmeler) ve bilinmeyen bir ışın bölücü yansıtıcılığının (yansıyan ve geçen ışık miktarı arasındaki oran) hassas ve eş zamanlı olarak ölçülmesini sağlıyor.Her üç parametre de, kullanılan ortalama foton sayısını orantılı olarak artıran bir hassasiyetle tahmin edilebiliyor. Foton sayısındaki bu doğrusal ölçeklendirme ‘Heisenberg ölçeklendirmesi’ olarak biliniyor ve kuantum mekaniği sayesinde doğada elde edilebilen en üst düzey hassasiyet ölçeklendirmesi olarak kabul ediliyor.YENİ UYGULAMALAR YOLDAPortsmouth Üniversitesi Kuantum Bilimi ve Teknoloji Merkezi'nden (QSTH) Baş Araştırmacı Profesör Vincenzo Tamma, bu gelişmenin optik ağların kullanımına dayalı kuantum algılama teknolojilerinde önemli uygulamalara yol açabileceğini belirtti.HEDEF DAHA FAZLASIProfesör Tamma ayrıca, ekibin şu anda bu sonuçları daha genel optik ağlarda üçten fazla parametrenin eş zamanlı tahminine genişletmek için çalıştıklarını da sözlerine ekledi. Bu başarı, kuantum teknolojilerinin pratik uygulamalarda daha güçlü ve kapsamlı hale gelmesinin önünü açıyor.