Метод квантовых измерений на основе «связанных» фотонов достиг предельной точности в реальных условиях
Группа исследователей из Университета Портсмута совершила прорыв в области квантовых измерений, разработав метод, который фиксирует смещения световых волн на наноуровне с рекордной точностью. Технология открывает путь к коммерческому использованию квантовых сенсоров — от промышленности до потребительской электроники.
В основе метода лежит работа с парами «связанных» фотонов, чьи свойства синхронизированы на квантовом уровне. При прохождении через оптический разделитель эти частицы создают интерференционные картины, чувствительные к малейшим изменениям их положения. Улавливая искажения в этих узорах, учёные смогли определять смещения, сопоставимые с тысячными долями диаметра человеческого волоса, — и делать это эффективнее классических лазерных систем.
Ключевое преимущество подхода — стабильная точность вне зависимости от масштаба измерений, что критично для долгосрочного мониторинга, например, деформаций в конструкционных материалах или микроскопических движений в биологических тканях.
«Мы преодолели главное ограничение квантовых технологий — зависимость от сложного оборудования, — подчёркивает профессор Винченцо Тамма, руководитель группы. — Даже простые детекторы, регистрирующие общую интенсивность света, теперь могут достигать предельной точности, которую допускают законы квантовой физики».
Это снижает стоимость систем и упрощает их интеграцию в существующие устройства. Так, в перспективе технология может улучшить точность лидаров в автономных автомобилях, повысить разрешение медицинской визуализации или обеспечить контроль качества в микроэлектронике — например, при производстве чипов с наноразмерными элементами.
Университетский центр QSTH, сотрудничающий с IBM, Xairos и другими компаниями, уже тестирует применение метода в реальных сценариях. Один из проектов связан с созданием компактных сенсоров для космических аппаратов, где критична точность при минимальном весе оборудования. Другое направление — разработка систем раннего обнаружения структурных повреждений в мостах или ветрогенераторах за счёт фиксации микросдвигов на ранних стадиях.
По оценкам исследователей, первые коммерческие продукты на базе их метода появятся в течение 3–5 лет.