オーストリア科学技術研究所(ISTオーストリア)のヨハネスフィンク教授の研究グループの科学者、マサチューセッツ工科大学(MIT)のステファノピランドラ、英国ヨーク大学、カメリーノ大学のデビッドビタリ、イタリアは、検出方法として絡み合ったマイクロ波光子を使用する「マイクロ波量子照明」と呼ばれる新しいタイプの検出技術を考案しました。
「量子レーダー」として知られるプロトタイプは、古典的なレーダーシステムがしばしば故障するノイズの多い熱環境で物体を検出することができます。この技術は、超低電力の生物医学画像およびセキュリティスキャナーに応用できる可能性があります。
研究者たちは、「信号」と「アイドラー」光子と呼ばれる2つのグループの光子を絡ませます。 「信号」光子は対象のオブジェクトに向けて送信され、「アイドラー」光子は干渉やノイズのない相対的な分離で測定されます。信号光子が反射されると、信号光子とアイドラー光子の間の真のエンタングルメントは失われますが、少量の相関が残り、環境内のノイズに関係なく、ターゲットオブジェクトの有無を説明するシグネチャまたはパターンが作成されます。量子エンタングルメント絶対零度(-273.14℃)以上の程度の数千分ので発生は、室温で低反射率のオブジェクトを検出する際に助けました。
低電力レベルでは、従来のレーダーシステムは通常、物体によって反射された放射線と自然に発生するバックグラウンド放射線ノイズを区別するのが難しいため、感度が低くなります。量子もつれによって生成される「信号」光子と「アイドラー」光子の類似性により、信号光子(対象のオブジェクトから受信)を環境内で生成されるノイズから区別することがより効果的になるため、量子照明はこの問題の解決策を提供します。
この研究は、場合によってはすでに古典的なレーダーよりも優れている可能性がある新しい検出方法を効果的に実証しています。研究者によると、この科学的結果は、量子力学が感覚の根本的な限界を押し上げるのにどのように役立つかという好奇心に駆り立てられた理論物理学者と実験物理学者を結集することによってのみ可能でした。ただし、結果を実際の検出タスクに適用できるようにするには、さらに多くのことを行う必要があります。これは、経験豊富な電気エンジニアの助けを借りて可能になります。