Kopenhagen Universitetinin Niels Bohr İnstitutunun tədqiqatçıları biotibbi diaqnostika da daxil olmaqla, müxtəlif texnologiyalarda daha dəqiq algılamaya yol açan tənzimlənə bilən sistem hazırlayıblar. Nəticə Nature jurnalında dərc olunub .

Texnologiyaların potensial diapazonu genişdir, ən böyüyündən ən kiçiyinə qədər, kosmosda qravitasiya dalğalarını aşkar etməkdən tutmuş öz bədənimizdəki kiçik dalğalanmaları hiss etməyə qədər.

Optik sensor texnologiyaları artıq gündəlik həyatın bir hissəsidir. Son illərdə kvant optikasında irəliləyişlər bu cihazların həssaslığını standart kvant həddi adlanan həddə – ən kiçik tərəzilərdə ölçmə nəticəsində yaranan qaçılmaz səs-küydən yaranan praktik sərhədə yaxınlaşdırdı.

Bu həddi aşmaq səs-küyü ləğv etmək və ya heç olmasa azaltmaq üçün qabaqcıl kvant texnikalarının istifadəsini tələb edir. Sıxılmış işıq, geri hərəkətdən yayınma və dolaşıqlıq kimi anlayışlar alət qutusunda olan alətlər arasındadır.

Geri hərəkət səs-küyü ölçmə aktı ölçülən sistemi pozduqda yaranır, aşkarlama səsi isə ölçmə siqnalının özünün oxunmasında daxili qeyri-müəyyənliyə aiddir.

Klassik fizikanı müasir kvant fizikasından ayıran əsas xüsusiyyət olan dolaşıqlıqlar (kvant korrelyasiyaları) standart kvant limitindən kənarda hiss etməyə imkan verir.

Dolaşma tarixən ilk dəfə ayrı-ayrı atomlar və fotonlar kimi mikroskopik sistemlərdə müşahidə edilmişdir. NBI-da hazırlanmış yeni sistem ilk dəfə olaraq çox fotonlu işıq vəziyyətini və böyük atom spin ansamblını əhatə edən geniş miqyaslı dolaşıqdan istifadə edir.

Bu, geniş tezlik diapazonunda kvant səs-küyünü dinamik şəkildə azaldan bir texnika olan tezlikdən asılı sıxmağa imkan verən texnikaların qeyri-adi birləşməsidir. Bu, qravitasiya dalğasının aşkarlanması kimi tətbiqlər və bir çox digər sensor texnologiyaları üçün çox vacibdir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1751605487&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-physicists-tunable-quantum.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1751605487590&bpp=2&bdt=196&idt=-M&shv=r20250630&mjsv=m202507020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751605412%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1751605412%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1751605412%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=632758613608&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2174&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31093235%2C95331833%2C95353387%2C95362656%2C95365225%2C95365460%2C31093300%2C95365112%2C95359265%2C95365118&oid=2&pvsid=1398944089879500&tmod=1846020030&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=166

Sıxılmış işıq və “mənfi kütlə” fırlanma sistemi ilə kvant səs-küyünün yatırılması

Sıxılmış işıq kvant səs-küyünün azaldılması və ya standart kvant həddini aşan “sıxılması” ilə xarakterizə olunur. Adətən işıq dalğasının ya amplitudasının, ya da fazasının səs-küyü sıxılma yolu ilə azaldıla bilər. Bununla belə, geniş tezlik diapazonunda kvant səs-küyünün azaldılması sıxılmış amplituda səs-küyündən müxtəlif tezliklərdə sıxılmış faza səs-küyünə qədər müxtəlif sıxılma tələb edir.

Bu variasiya sıxılmış işığın tezliyindən asılı olaraq sıxılmış işığın fazasını döndərən atom spin ansamblı vasitəsilə göndərməklə əldə edilir.

Spin ansamblının digər kritik xüsusiyyəti səs-küyün işarəsini müsbətdən mənfiyə çevirmək qabiliyyətidir. Bu xüsusiyyət, sensordan gələn siqnal spin ansamblından gələn siqnalla birləşdirildikdə kvant səs-küyün yatırılmasına gətirib çıxarır.

Beləliklə, tezlikdən asılı sıxma və mənfi kütlə fırlanma sistemi geniş tezlik diapazonunda arxa səs-küyün və sensorun aşkarlanan səs-küyünün eyni vaxtda boğulmasına imkan verir. Niels Bohr İnstitutunun professoru Eugene Polzik izah edir: “Sensor və spin sistemi bir-birinə qarışmış iki işıq şüası ilə qarşılıqlı əlaqədədir. Qarşılıqlı təsirdən sonra iki şüa aşkar edilir və aşkar edilmiş siqnallar birləşdirilir. Nəticə həssaslığın standart kvant həddini aşan genişzolaqlı siqnalın aşkarlanmasıdır “.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Ölçü önəmlidir və yığcamlıq praktik tətbiqdə əsas üstünlükdür

Tezlikdən asılı sıxma və genişzolaqlı kvant səs-küyün azaldılması üçün ənənəvi yanaşmalar çox vaxt böyük, mürəkkəb optik quraşdırma tələb edir. Məsələn, ABŞ-da LIGO və İtaliyada VIRGO kimi qravitasiya dalğası detektorlarında (GWD) istifadə edilən sistemlərdə kvant səs-küyünün tezlikdən asılı sıxılmasına nail olmaq üçün 300 metr uzunluğunda optik rezonatorlar istifadə olunur.

Avropada tikintisi planlaşdırılan Eynşteyn Teleskopu kimi gələcək GWD-lər eyni məqsəd üçün kilometr uzunluğunda rezonatorlar tələb edəcək. Yeni üsul masa üstü cihazdan istifadə edərək oxşar performansa yol açır.

Bu sistemin tətbiqi böyük potensialı göstərir

NBI tədqiqatçıları tərəfindən reallaşdırılan bu hibrid kvant şəbəkəsi tətbiqlərin qəbulunda geniş potensiala malikdir. O, maqnit sahələrində, vaxtda və ya sürətlənmədə kiçik dəyişiklikləri aşkar etmək üçün qabaqcıl sensorlarda istifadə edilə bilər.

Biotibbi tətbiqlərdə belə sensorlar maqnit rezonans görüntüləmənin (MRT) ayırdetmə qabiliyyətini artıra, nevroloji pozğunluqların erkən aşkarlanmasına imkan verə və ya diaqnostika və monitorinqdə istifadə olunan biosensorların həssaslığını yaxşılaşdıra bilər.

Tədqiqatçılar daha geniş tətbiq nümunəsi olaraq, onların sisteminin cazibə dalğası detektorlarının həssaslığını necə artıra biləcəyini təhlil etdilər, bu da bizə kosmosda zəif dalğaları – qara dəliklərin birləşməsi və neytron ulduzlarının toqquşması kimi kainatdakı şiddətli hadisələrin siqnalını aşkar etməyə imkan verdi.

Qravitasiya dalğalarını daha dərindən öyrənmək həm də kainatın əmələ gəlməsi zamanı baş verən prosesləri anlamağa kömək edəcək.

Hissdən başqa, sistemin arxitekturası kvant rabitəsi və hesablamalarda da yeni imkanlar açır.

O, kvant təkrarlayıcılarında istifadə üçün uyğunlaşdırıla bilər, təhlükəsiz uzun məsafəli rabitə üçün siqnalları və kvant şəbəkələrində kvant yaddaşlarını gücləndirir – başqa sözlə, sistem kvant texnologiyasının bir çox sahələrində böyük universallıq göstərir.

Daha çox məlumat: Valeriy Novikov et al, Akustik tezlik diapazonunda algılama üçün hibrid kvant şəbəkəsi, Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09224-3

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Kopenhagen Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir