Grupos de pesquisa da Aalto University e da University of Jyväskylä demonstraram um novo método de medição por microondas que vai até o limite quântico de medição e o supera. O novo método pode ser potencialmente usado, por exemplo, em computação quântica e medição de ondas gravitacionais. Os resultados foram publicados em Cartas de revisão física em 6.3.2017, uma das revistas de física de maior prestígio.

De acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg na mecânica quântica, um observador não pode obter simultaneamente informações precisas da posição e do momento de uma partícula. Este princípio define um limite fundamental para qualquer medição. Na mecânica quântica, mesmo a luz, ou mais geralmente ondas eletromagnéticas, pode ser representado por partículas, fótons, e, portanto, sua detecção está sujeita ao princípio da incerteza. Sem quaisquer incertezas, mesmo os sinais mais fracos poderiam ser medidos e, por exemplo, a rede de telefonia móvel operaria em qualquer lugar do mundo com um único ponto de acesso.

Para rádio e microondas usados ​​em telecomunicações, as incertezas de medição resultam de imperfeições técnicas. Eles apresentam limitações muito mais sérias para a medição de sinais do que o limite quântico. Contudo, limite quântico de medição de microondas foi alcançado até agora com circuitos supercondutores usados ​​em computação quântica. Em pesquisas anteriores relacionadas, Os grupos Aalto e Jyväskylä o abordaram de perto combinando ressonadores de micro-ondas com nanodrums vibrantes.

Até o limite quântico e além com nanodrums

Os grupos usam uma nova técnica para conduzir seus nanodrums para realizar uma medição que vai além do limite quântico. Para a partícula, isso seria possível medindo apenas a posição ou o momento, e descartar completamente as informações sobre a outra propriedade. "Para uma onda de luz, acessar apenas parte da onda e descartar as informações na outra parte realiza uma medição análoga ", explica Caspar Ockeloen-Korppi, quem fez a medição usando os nanodrums.

Os grupos de pesquisa patentearam o esquema de medição. Professor Mika Sillanpää, que lideram a pesquisa, destaca as possíveis áreas de aplicação:"Pode ser usado para acessar sinais minúsculos, por exemplo, na computação quântica e talvez também na medição de ondas gravitacionais."

Além de Ockeloen-Korppi e Sillanpää, a equipe de pesquisa consistia em Juha-Matti Pirkkalainen, Erno Damskägg, Tero Heikkilä e Francesco Massel. O trabalho foi realizado no Centro de Excelência em Dispositivos e Fenômenos Quânticos de Baixa Temperatura da Academia da Finlândia, e também foi parcialmente financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa.