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Counting is the type of measurement that is free from uncertainty, provided the number of objects being counted does not change during the process. Such measurements result in exact numbers. By counting the eggs in a carton, for instance, one can determine exactly how many eggs are there in the carton. Similarly, the numbers of defined quantities are also exact. For example, 1 foot is exactly 12 inches, 1 inch is exactly 2.54 centimeters, and 1 gram is exactly 0.001 kilograms. Quantities...

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Mejorar la metrología con la codificación cuántica

Zeyang Li¹, Simone Colombo¹, Chi Shu^1,2

¹Department of Physics, MIT-Harvard Center for Ultracold Atoms, Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA.

Science (New York, N.Y.)

|June 29, 2023

Resumen

Este resumen es generado por máquina.

La codificación cuántica, la difusión de información cuántica, fue estudiada cerca de un punto bistable. Esta investigación demuestra su utilidad en la metrología mejorada por entrelazamiento, logrando ganancias significativas más allá del límite cuántico estándar.

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Área de la Ciencia:

La física cuántica
Ciencias de la información cuántica

Sus antecedentes:

La codificación cuántica explica la deslocalización de la información en los sistemas cuánticos, relevante para la termalización y la paradoja de la información del agujero negro.
La comprensión de la dinámica de codificación es crucial para el procesamiento de información cuántica.

Objetivo del estudio:

Para investigar la codificación cuántica exponencial en un sistema multipartícula cerca de un punto bistable en el espacio de fase.
Para utilizar la codificación cuántica para la metrología mejorada por entrelazamiento.
Verificar experimentalmente el vínculo entre la metrología cuántica y la codificación de información cuántica.

Principales métodos:

Probeando la dinámica exponencial cerca de un punto bistable.
Empleando un protocolo de inversión de tiempo.
Medición de correctores fuera de orden (OTOC).

Principales resultados:

Se ha observado un crecimiento exponencial simultáneo de la ganancia metrológica y de los OTOC.
Se ha demostrado una dinámica de codificación rápida que permite la generación de entrelazamientos rápidos.
Logró una ganancia de 6,8... 4 decibelios en metrología más allá del límite cuántico estándar.

Conclusiones:

Verificación experimental de la relación entre la metrología cuántica y la codificación de información cuántica.
La dinámica de codificación cuántica rápida es beneficiosa para las aplicaciones prácticas de metrología.
La codificación cuántica ofrece un camino para superar los límites de las mediciones clásicas.