Uma equipe de pesquisa conseguiu implementar um sensor quântico distribuído que pode medir múltiplas quantidades físicas distribuídas espacialmente com alta precisão além do limite quântico padrão com poucos recursos. Suas descobertas foram publicadas na revista Nature Communications .



Partilhar a hora exata entre locais distantes está a tornar-se cada vez mais importante em todas as áreas das nossas vidas, incluindo finanças, telecomunicações, segurança e outros campos que exigem maior exatidão e precisão no envio e recepção de dados.

Fenômenos quânticos como superposição e emaranhamento podem ser usados ​​para medir com mais precisão o tempo de diferentes relógios em dois espaços distantes. Da mesma forma, se você tiver duas grandezas físicas, uma em Seul e outra em Busan, poderá compartilhar o estado de emaranhamento em Seul e Busan e então medir as duas grandezas físicas simultaneamente com maior precisão do que se medir as grandezas físicas em Seul e Busan separadamente. .

Existe a expectativa de que os sensores quânticos permitam medições ultraprecisas que não são possíveis com os sensores clássicos, e os 'sensores quânticos distribuídos' são sistemas que podem medir vários parâmetros distribuídos sobre uma grande área com maior precisão do que os sensores convencionais.

Uma equipe de pesquisa do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) demonstrou experimentalmente que sistemas de detecção quântica distribuídos podem ser usados ​​para medir fenômenos com a mais alta precisão possível com a mecânica quântica em situações onde os objetos a serem medidos estão distribuídos por uma grande área.

A equipe gerou experimentalmente um estado de emaranhamento máximo sobreposto que existe simultaneamente em quatro espaços distantes do estado de Bell, um estado de emaranhamento quântico, e aplicou-o para atingir o limite de Heisenberg, o limite da precisão da mecânica quântica.

"Esperamos expandir para tecnologias práticas, como sincronização de tempo global e detecção ultramicroscópica de câncer, sendo pioneiros na tecnologia de fonte central para detecção quântica distribuída, que permite medições além do limite quântico padrão com poucos recursos", disse o Dr. Lim do KIST, que liderou o estudo.

Hyang-Tag Lim e sua equipe do Centro de Informação Quântica trabalharam nesta pesquisa em colaboração com os principais institutos de pesquisa nacionais e internacionais, como a Universidade Chung-Ang, o Instituto de Pesquisa de Padrões e Ciência da Coreia (KRISS), a Agência para Desenvolvimento de Defesa (ADD) e o Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL).

Mais informações: Dong-Hyun Kim et al, Detecção quântica distribuída de múltiplas fases com menos fótons, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-023-44204-z
Informações do diário: Comunicações da Natureza

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