Uma equipe de físicos liderada por Bristol encontrou uma maneira de operar sensores fotônicos manufaturáveis ​​em massa no limite quântico. Esse avanço abre caminho para aplicações práticas, como monitoramento de gases de efeito estufa e detecção de câncer.
Os sensores são uma característica constante do nosso dia-a-dia. Embora muitas vezes passem despercebidos, os sensores fornecem informações críticas essenciais para a saúde moderna, segurança e monitoramento ambiental. Só os carros modernos contêm mais de 100 sensores e esse número só aumentará.

A detecção quântica está pronta para revolucionar os sensores atuais, aumentando significativamente o desempenho que eles podem alcançar. Medições mais precisas, rápidas e confiáveis ​​de quantidades físicas podem ter um efeito transformador em todas as áreas da ciência e tecnologia, incluindo nossas vidas diárias.

No entanto, a maioria dos esquemas de detecção quântica dependem de estados especiais de luz ou matéria emaranhados ou comprimidos que são difíceis de gerar e detectar. Este é um grande obstáculo para aproveitar todo o poder dos sensores quânticos limitados e implantá-los em cenários do mundo real.

Em um artigo publicado em Physical Review Letters , uma equipe de físicos das Universidades de Bristol, Bath e Warwick mostraram que é possível realizar medições de alta precisão de importantes propriedades físicas sem a necessidade de sofisticados estados quânticos de luz e esquemas de detecção.

A chave para esse avanço é o uso de ressonadores de anel – pequenas estruturas de pista de corrida que guiam a luz em um loop e maximizam sua interação com a amostra em estudo. É importante ressaltar que os ressonadores de anel podem ser fabricados em massa usando os mesmos processos dos chips em nossos computadores e smartphones.

Alex Belsley, Laboratórios de Tecnologia de Engenharia Quântica (QET Labs) Ph.D. estudante e principal autor do trabalho, disse:"Estamos um passo mais perto de todos os sensores fotônicos integrados que operam nos limites de detecção impostos pela mecânica quântica".

O emprego dessa tecnologia para detectar alterações de absorção ou índice de refração pode ser usado para identificar e caracterizar uma ampla gama de materiais e amostras bioquímicas, com aplicações tópicas, desde o monitoramento de gases de efeito estufa até a detecção de câncer.

O professor associado Jonathan Matthews, codiretor do QETLabs e coautor do trabalho, declarou:"Estamos muito animados com as oportunidades que esse resultado permite:agora sabemos como usar processos de fabricação em massa para projetar sensores fotônicos em escala de chip que operam em o limite quântico." + Explorar mais

Físicos desenvolvendo sensores quânticos aprimorados para aplicações da vida real