کاربردها در مترولوژی و سنجش

کاربردها در مترولوژی و سنجش

دومین کاربرد مهم روش‌های ML در آزمایش‌های کوانتومی، استفاده از آن‌ها برای جلوگیری از تمام مشکلات ناشی از توسعه یک مدل نظری است که قادر به توصیف رفتار سیستم کوانتومی در یک محیط پر سر و صدا است. در این سناریو، NN و دیگر الگوریتم‌های ML می‌توانند برای نگاشت ورودی‌ها به خروجی‌ها استفاده شوند که در نتیجه راه‌حلی سریع‌تر و ساده‌تر از یافتن یک مدل صریح ایجاد می‌شود، زیرا آنها توصیف مؤثری را نشان می‌دهند که مستقیماً از داده‌ها آموخته می‌شوند.

در این زمینه، ML یک کاربرد در پروتکل‌های تخمین فاز کوانتومی پیدا کرده است که نشان‌دهنده یک معیار مهم در زمینه اندازه‌شناسی است. پارامتر مورد نظر یک تغییر فاز نوری است که توسط نمونه مورد بررسی، در میان دو حالت مختلف حالت نوری مورد استفاده به عنوان پروب معرفی شده است. وظیفه آزمایش‌های اندازه‌شناسی شامل برآورد چنین فازی با کمترین عدم قطعیت قابل دستیابی است، که دارای یک کران پایینی اساسی است که توسط قوانین مکانیک کوانتومی معرفی شده است، [165-167]، اندازه‌گیری کاوشگر نوری پس از برهمکنش آن با نمونه. برای رسیدن به این هدف، نشان داده شده است که استفاده از منابع کوانتومی نقش اساسی دارد. در واقع، با استفاده از حالت های نوری با ویژگی های غیر کلاسیک، مانند درهم تنیدگی، می توان به حد نهایی دقت اندازه گیری دست یافت.

دستگاه نانوفوتونیکی محققان را به سمت ارتباطات کوانتومی و امکانات حسی هدایت می کند

به گفته محققان، محققان دانشگاه روچستر از یک دستگاه نانوفتونیک لایه نازک و پدیده درهم تنیدگی کوانتومی برای تولید پهنای باند بسیار بزرگ استفاده کرده‌اند که رکوردی برای فراباند است. محققان فوتون‌ها و به‌ویژه فرکانس‌های آنها را در کار درگیر کردند.

این پیشرفت می‌تواند منجر به افزایش حساسیت و وضوح آزمایش‌ها در اندازه‌شناسی و سنجش، از جمله در طیف‌سنجی، میکروسکوپ غیرخطی و OCT کوانتومی شود.

درهم تنیدگی کوانتومی زمانی اتفاق می افتد که دو ذره کوانتومی به هم متصل شوند، حتی زمانی که از هم دور باشند. هرگونه مشاهده یک ذره بر دیگری تأثیر می گذارد، گویی ذرات در حال ارتباط هستند. وقتی این رفتار درهم‌تنیدگی شامل فوتون‌ها می‌شود، درهم‌تنیدگی فرکانس‌های فوتون - که پهنای باند آن قابل کنترل است - امکان‌پذیر است.

تا به امروز، بیشتر دستگاه‌هایی که برای تولید درهم‌تنیدگی باند پهن استفاده می‌شوند، یک کریستال حجیم را به بخش‌های کوچکی تقسیم می‌کنند که هر کدام دارای خواص نوری کمی متفاوت هستند و هر کدام فرکانس‌های متفاوتی از جفت‌های فوتون را تولید می‌کنند. سپس فرکانس‌ها با هم جمع می‌شوند تا پهنای باند بزرگ‌تری به دست آورند.

عثمان جاوید، دکترای تخصصی، گفت: با این حال، این فرآیند ناکارآمد است و روشنایی و خلوص فوتون ها را کاهش می دهد. دانشجوی آزمایشگاه Qiang Lin، استاد مهندسی برق و کامپیوتر که این تحقیق را رهبری کرد. در این دستگاه‌ها، همیشه بین پهنای باند و روشنایی جفت فوتون‌های تولید شده یک مبادله وجود خواهد داشت.

جاوید گفت: «ما این مبادله را با تکنیک مهندسی پراکندگی کاملاً دور زده‌ایم تا هر دو را به دست آوریم: پهنای باند بی‌سابقه با روشنایی بی‌سابقه.

ساخت دقیق‌ترین ساعت اتمی دنیا با فناوری کوانتوم در هم تنیده

ساخت دقیق‌ترین ساعت اتمی دنیا با فناوری کوانتوم در هم تنیده

گروهی از فیزیکدانان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) روشی را برای کاهش نوسانات کوانتومی در ساعت‌های اتمی ایجاد کرده‌اند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی ای، ساعت‌های اتمی دقیق‌ترین نگهدارنده‌های زمان شناخته شده در جهان هستند که بهترین آنها می‌تواند زمان را با دقت یک ثانیه به مدت ۱۵ میلیارد سال نشان کند.

اپتیک کوانتومی

اپتیک کوانتومی

نور از ذراتی به نام فوتون تشکیل شده است و از این رو ذاتاً کوانتیزه می شود. اپتیک کوانتوم مطالعه ماهیت و اثرات نور به عنوان فوتون های کوانتیزه است. اولین نشانه ای که ممکن است نور کوانتی شود از ماکس پلانک در سال 1899 ناشی شد که وی با فرض اینکه تبادل انرژی بین نور و ماده فقط در مقادیر گسسته ای که کوانتا نامید ، تابش جسم سیاه را به درستی مدلسازی کرد. معلوم نبود منبع این گسستگی ماده باشد یا نور. [60]: 231–236 در سال 1905 ، آلبرت انیشتین نظریه اثر فوتوالکتریک را منتشر کرد. 

زیست شناسی کوانتومی

مکانیک کوانتومی از همان بدو تولدش، در دنیای‌ اتم‌های بی‌جان غوغایی به پا کرد، اما اندکی بعد، این سوال مهم مطرح شد که مکانیک کوانتومی در دنیای موجودات زنده که خود آن‌ها نیز از اتم‌ها ساخته‌ شده‌اند، چه نقشی بازی می‌کند؟

در واقع بدیهی بود که مکانیک کوانتومی، حاکم بی‌چون وچرای دنیای اتم‌هایی است که موجودات زنده را می‌سازند، اما دغدغه‌ی اصلی و در واقع سوال جذاب‌تر این بود که اثرات غیربدیهی مکانیک کوانتومی، کجای داستان حیات قرار می‌گیرند.  

ثبت یک رکورد کوانتومی با درهم تنیدن 15 تریلیون اتم

کمک ابررایانه‌ها به مرتبط کردن درهم تنیدگی کوانتومی با قهوه سرد!