Cảm biến lượng tử siêu nhỏ phá vỡ giới hạn nhiễu, có thể nâng cao công nghệ MRI và không gian

Các nhà nghiên cứu tại Viện Niels Bohr (NBI) thuộc Đại học Copenhagen đã phát triển một hệ thống cảm biến lượng tử điều chỉnh được mới, cải thiện đáng kể độ chính xác đo lường bằng cách vượt qua giới hạn nhiễu nền vốn có trong các cảm biến quang học truyền thống. Thiết bị để bàn này tận dụng sự rối lượng tử quy mô lớn bằng cách kết hợp trạng thái ánh sáng đa photon với một tập hợp spin nguyên tử lớn, cho phép nén ánh sáng phụ thuộc tần số. Phương pháp này giảm nhiễu lượng tử trên một dải tần rộng bằng cách điều chỉnh động pha và biên độ của ánh sáng, điều mà các hệ thống truyền thống không thể đạt được mà không cần cơ sở hạ tầng quy mô lớn. Sáng kiến này giải quyết cả nhiễu tác động ngược—những nhiễu loạn do quá trình đo lường gây ra—và nhiễu phát hiện, nâng cao độ nhạy của cảm biến vượt qua giới hạn lượng tử tiêu chuẩn. Khác với các ứng dụng nén ánh sáng phụ thuộc tần số trước đây đòi hỏi các cộng hưởng quang học lớn (khoảng 300 mét), hệ thống nhỏ gọn của nhóm NBI đạt hiệu suất tương tự trên quy mô để bàn. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm cải thiện phát hiện biến đổi thời gian, gia tốc và trường từ, với những ảnh hưởng quan trọng trong hình ảnh y sinh như nâng cao độ phân giải MRI để chẩn đoán sớm các rối loạn thần kinh, cũng như nhiều lĩnh vực khác.