Исследование, опубликованное в Nature Communications, представляет новый метод квантового зондирования, который преодолевает ограничения декогеренции и открывает новые возможности в медицинской визуализации и фундаментальной физике. Декогеренция искажает квантовые состояния, затрудняя обнаружение слабых сигналов. Ученые применили протокол стабилизации когерентности, который сохраняет ключевые свойства квантового состояния и увеличивает чувствительность измерений.
Эксперимент на сверхпроводящем кубите показал, что новый метод обеспечивает на 65% большую эффективность по сравнению со стандартной интерферометрией Рэмси. Это открытие может значительно улучшить квантовые датчики без необходимости в сложных методах управления.
Эли Левенсон-Фальк, старший автор исследования, отметил, что результаты демонстрируют потенциал для дальнейших улучшений в квантовом зондировании, что может привести к более эффективным методам измерений. Новый протокол позволяет сигналу измерения стать более выраженным, что упрощает его обнаружение и повышает чувствительность. Исследование открывает перспективы для применения в различных технологиях квантовых вычислений и датчиков, подчеркивая, что еще не все возможности квантовых измерений были реализованы.
Состояние кубита смещается к «северному полюсу» сферы из-за декогерентности.
Используя протокол измерения, стабилизированный когерентностью, исследователи временно противодействовали смещению, что привело к увеличению сигнала измерения (компонент y) в протоколе исследования (синий цвет) по сравнению со стандартным протоколом (красный цвет).
Источник: Эли Левенсон-Фальк/USC.
Дополнительная информация: Beating the Ramsey limit on sensing with deterministic qubit control, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58947-4. www.nature.com/articles/s41467-025-58947-4
Источник: https://phys.org/news/2025-04-quantum-barrier-protocol-counteracts-limitation.html