Η κβαντική ανίχνευση είναι μια πρωτοποριακή τεχνολογία που χρησιμοποιεί ατομικά κβαντικά συστήματα σε κλίμακα νανομέτρων για τη μέτρηση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και διάφορων ιδιοτήτων, όπως περιστροφή, επιτάχυνση και απόσταση, με απίστευτη ακρίβεια. Αυτή η πρόοδος στην ανίχνευση έχει το δυναμικό να επανασχεδιάσει πεδία όπως η απεικόνιση του εγκεφάλου και ο έλεγχος της αεροπορίας.
Μια συναρπαστική εξέλιξη στην κβαντική ανίχνευση ενοποιεί τη χρήση μικροσκοπικών ελαττωμάτων μέσα σε διαμάντια για τη δημιουργία κουμπιών (qubits), των βασικών οικοδομικών στοιχείων κβαντικών συσκευών. Ερευνητές από το MIT και άλλα ιδρύματα έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στην εντοπισμό και έλεγχο μεγαλύτερου αριθμού αυτών των ελαττωμάτων, που θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία μεγαλύτερων κβαντικών συστημάτων για πιο ευαίσθητη ανίχνευση.
Η τεχνική που ανέπτυξαν οι ερευνητές επικεντρώνεται σε ένα συγκεκριμένο ελάττωμα στα διαμάντια που ονομάζεται NV κέντρο (NV center). Χρησιμοποιώντας φως laser και παλμούς υπερύθρων, οι επιστήμονες μπορούν να ανιχνεύουν και να χειρίζονται αυτό το ελάττωμα. Ωστόσο, αυτή η νέα προσέγγιση πάει πέρα από το NV κέντρο και επεκτείνει τον έλεγχο σε σκοτεινότερα, αόρατα ελαττώματα γνωστά ως σκοτεινοί στροβιλισμοί.
Για να επιτευχθεί αυτό, οι ερευνητές δημιουργούν ένα δίκτυο συνδεδεμένων στροβιλισμών, ξεκινώντας από το NV κέντρο ως τον κεντρικό στροβιλισμό. Συνδέουν το NV κέντρο με έναν γειτονικό σκοτεινό στροβιλισμό και στη συνέχεια χρησιμοποιούν αυτόν τον σκοτεινό στροβιλισμό ως έναν εξερευνητικό αισθητήρα για να εντοπίσουν και να ελέγξουν έναν πιο απομακρυσμένο στροβιλισμό που δεν μπορεί να ανιχνευθεί απευθείας από το NV κέντρο. Αυτή η διαδικασία μπορεί να επαναληφθεί για να γίνουν αλυσίδες ελεγχόμενων στροβιλισμών.
Κατά την προσπάθειά τους να εξερευνήσουν ανεξερεύνητα εδάφη και να αναλάβουν κινδύνους, οι ερευνητές ανακάλυψαν νέες δυνατότητες για επωφελή qubits. Η ικανότητα έλεγχου των σκοτεινών στροβιλισμών διευρύνει το δυναμικό των κβαντικών εγγράφων, που αποτελούν συλλογές qubits που βελτιώνουν την απόδοση των κβαντικών αισθητήρων.
Οι ερευνητές χρησιμοποιούν μια τεχνική που ονομάζεται διπλή αντήχηση στροβιλισμού (SEDOR) που χρησιμοποιεί παλμούς υπερύθρων για το εκλεκτικό ζεύγος του NV κέντρου με κοντινούς στροβιλισμούς. Μεταφέρουν την πόλωση από το NV κέντρο στον στροβιλισμό της πρώτης στρώσης μέσω μαγνητικής αλληλεπίδρασης, επιτρέποντας τους να αναγνωρίσουν έναν στροβιλισμό της δεύτερης στρώσης. Εφαρμόζοντας ακριβείς παλμούς υπερύθρου, ελέγχουν και μεταφέρουν με επιτυχία την πόλωση κατά μήκος της αλυσίδας των στροβιλισμών.
Αυτή η καινοτομία όχι μόνο επιτρέπει τη δημιουργία μεγαλύτερων κβαντικών εγγράφων με στροβιλισμούς υψηλότερου επιπέδου, αλλά ανακαλύπτει επίσης προηγουμένως αγνωστικά ελαττώματα. Ο βελτιστοποιημένος πρωτόκολλο των ερευνητών για τους ακριβείς παλμούς υπερύθρου εξασφαλίζει τη σταθερότητα της πειραματικής εγκατάστασης και ελαχιστοποιεί τις διαταραχές που προκαλούνται από εξωτερικούς παράγοντες.
Καθώς συνεχίζουμε να εξερευνούμε το άγνωστο, αυτές οι προηγμένες κατακτήσεις στην κβαντική ανίχνευση και έλεγχος μας προσεγγίζουν όλο και περισσότερο στην αξιοποίηση του πλήρους δυναμικού των κβαντικών τεχνολογιών σε διάφορες εφαρμογές. Η δυνατότητα να χειριστούμε σκοτεινούς στροβιλισμούς ανοίγει νέους δρόμους για την κβαντική ανίχνευση και ανοίγει τον δρόμο για ακόμα πιο ισχυρές κβαντικές συσκευές.
Συχνές Ερωτήσεις
The source of the article is from the blog papodemusica.com