Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) и Университета Феррары разработали новую концепцию, которая может открыть путь к созданию квантовых систем связи и зондирования, работающих на пределе своих теоретических возможностей.
Ключевым элементом нового подхода является использование негауссовых квантовых состояний. Большинство существующих разработок в области квантовых систем связи и зондирования основаны на гауссовых состояниях — состояниях электромагнитного поля, описываемых гауссовыми моделями. Однако такие системы неизбежно сталкиваются с ограничениями, не позволяющими достичь полного квантового преимущества.
Исследователи предложили использовать особую категорию негауссовых состояний, известную как фотонно-варьируемые гауссовы состояния (PVGS), которые можно получить с помощью существующих технологий. Результаты исследования показывают, что применение PVGS может значительно повысить точность квантового зондирования и улучшить надёжность квантовых коммуникаций.
«Квантовые системы зондирования и связи должны обеспечить значительные преимущества по сравнению с их классическими аналогами», — поясняет Андреа Джани, аспирант Университета Феррары. Например, квантовые сенсоры могут быть более чувствительными к изменениям электромагнитного поля, чем существующие классические системы. Такие возможности могут иметь решающее значение во многих областях: от исследования магнитного поля Земли до совершенствования астрофизических наблюдений.