Новый шаг к созданию сверхточных сенсоров
Благодаря квантовым сенсорам учёные могут измерять то, что раньше казалось невозможным. Но существует метод, способный значительно повысить точность самых чувствительных квантовых сенсоров в мире — это спиновое сжатие. В новом исследовании физики описали, как они смогли сделать спиновое сжатие доступнее.Спиновое сжатие — форма квантовой запутанности, которая ограничивает колебания ансамбля частиц. Это позволяет проводить более точные измерения некоторых наблюдаемых сигналов, но при этом падает точность измерений дополнительных сигналов. Взаимосвязанная система похожа на не полностью надутый шар. Шар символизирует неопределённость, присущую любому квантовому измерению. Учёные «сжимают» эту неопределённость. Высота увеличивается, но ширина уменьшается. Шар меняет форму на эллипс, и чувствительность измерений одного из типов сигналов растёт.Исследователи квантовой запутанности предполагали, что спиновое сжатие возможно только в системах с «взаимодействием всех со всеми». Однако недавно международная группа учёных показала, что он может возникать и в локально взаимодействующих системах плоских магнитов. Их исследование опубликовано в журнале Nature Physics.Работа команды из Гарварда основана на знаковой статье 1993 года, в которой впервые описывали возможность создания спин-сжатого запутанного состояния за счёт взаимодействия «всех со всеми» между атомами. Этот тип связности легко позволяет накапливать квантовомеханические корреляции, необходимые для создания спин-сжатого состояния. Однако в природе атомы обычно взаимодействуют так, что взаимодействуют только с нескольких соседних атомов одновременно.Учёные описали новую стратегию создания запутанности спинового сжатия. Они предположили и быстро подтвердили с помощью экспериментов, что все необходимые элементы и условия для спинового сжатия присутствуют в распространённом типе магнетизма — ферромагнетизме. Он не требует экстремальных условий, встречается в природе и ответственен за притяжение магнитов к стали.Данные подтверждают, что взаимодействие «всех со всеми» не обязательно для достижения спинового сжатия. Помимо этого, если спины связаны достаточно хорошо, чтобы синхронизироваться в магнитное состояние, можно динамически генерировать спиновое сжатие.В дальнейшем исследователи планируют эксперименты по созданию спинового сжатия в квантовых сенсорах на основе дефекта в кристаллической структуре алмаза. Аналог спинового сжатия использовали для увеличения чувствительности детекторов гравитационных волн в эксперименте LIGO, за создание которого в 2017 году присуждена Нобелевская премия.#### Разметить этот текст HTML-тегами
Благодаря квантовым сенсорам учёные могут измерять то, что раньше казалось невозможным.
Но существует метод, способный значительно повысить точность самых чувствительных квантовых сенсоров в мире — это спиновое сжатие.
В новом исследовании физики описали, как они смогли сделать спиновое сжатие доступнее.
Спиновое сжатие — форма квантовой запутанности, которая ограничивает колебания ансамбля частиц.
Это позволяет проводить более точные измерения некоторых наблюдаемых сигналов, но при этом падает точность измерений дополнительных сигналов.
Взаимосвязанная система похожа на не полностью надутый шар. Шар символизирует неопределённость, присущую любому квантовому измерению.
Учёные «сжимают» эту неопределённость.
- Высота увеличивается,
- но ширина уменьшается.
Шар меняет форму на эллипс, и чувствительность измерений одного из типов сигналов растёт.
Исследователи квантовой запутанности предполагали, что спиновое сжатие возможно только в системах с «взаимодействием всех со всеми».
Однако недавно международная группа учёных показала, что он может возникать и в локально взаимодействующих системах плоских магнитов.
Их исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Работа команды из Гарварда основана на знаковой статье 1993 года, в которой впервые описывали возможность создания спин-сжатого запутанного состояния за счёт взаимодействия «всех со всеми» между атомами.
Этот тип связности легко позволяет накапливать
квантовомеханические корреляции, необходимые для создания спин-сжатого состояния.
Однако в природе атомы обычно взаимодействуют так, что взаимодействуют только с нескольких соседних атомов одновременно.
Учёные описали новую стратегию создания запутанности спинового сжатия.
Они предположили и быстро подтвердили с помощью экспериментов, что все необходимые элементы и условия для спинового сжатия присутствуют в распространённом типе магнетизма — ферромагнетизме.
Он не требует экстремальных условий, встречается в природе и ответственен за притяжение магнитов к стали.
Данные подтверждают, что взаимодействие «всех со всеми» необязательно для достижения спинового сжатия.
Помимо этого, если спины связаны достаточно хорошо, чтобы синхронизироваться в магнитное состояние, можно динамически генерировать спиновое сжатие.
В дальнейшем исследователи планируют эксперименты по созданию спинового сжатия в квантовых сенсорах на основе дефекта в кристаллической структуре алмаза.
Аналог спинового сжатия использовали для увеличения чувствительности детекторов гравитационных волн в эксперименте LIGO, за создание которого в 2017 году присуждена Нобелевская премия.
