Projektbeschreibung
Raum für Verbesserungen bei der Quantenmetrologie der Zeit und Frequenz
Im Verlauf der Geschichte hat die Menschheit Messsysteme entwickelt, um Verschiedenstes zu quantifizieren, von der Verteilung von Feldfrüchten, über die Entfernung zwischen Städten bis hin zum Gewicht von Handelsgütern. Bezüglich der Zeit haben wir uns von Sonnenuhren zu Stundengläsern, Pendeln und schließlich Atomuhren weiterentwickelt. Genaue Messungen und Vergleiche beruhen auf standardisierten Einheiten – wir müssen genau wissen, welche Mengen einer bestimmten Maßeinheit zugrunde liegen, um den Rest daraus ableiten zu können. Die Quantenmetrologie beruht auf Quanten bzw. Energiepaketen, die als Standardeinheit fungieren, und auf der Verwendung von Quanteneffekten wie der Verschränkung, um eine bessere Genauigkeit zu erreichen, als dies mit traditionellen Ansätzen möglich ist. Das EU-finanzierte Projekt STORMYTUNE entwickelt einen neuen quantentechnologischen Ansatz, um die Zeit und Frequenz zu messen.Er basiert auf dem Prinzip der räumlichen Trennung anstelle der klassischen zeitbasierten Phasen. Die Entwicklung neuartiger Geräte wird beweisen, dass die Leistungsfähigkeit dieses Konzepts die der klassischen Ansätze übertrifft.
Ziel
Metrology explores the most efficient and precise way to perform measurements. This established area of study has
considerable impact on our everyday lives. A GPS would not work without the capability to measure distances precisely, and
spectral fingerprinting is an established technique to identify e.g. drugs. Better timing measurements could improve the
performance of GPS and laser ranging; better frequency resolution could help to identify more substances more quickly.
To explore more precise measurements, we can use quantum metrology. We can exploit the counterintuitive behaviour of
quantum objects to perform measurements with better accuracy compared to classical methods. For example, using
superposition, where the cat is both dead and alive; or entanglement, where objects are interwoven more tightly than
classically allowed.
Quantum metrology currently focusses on measuring phases, with only few works considering spatial separations. We will
take a new approach in considering time and frequency. STORMYTUNE’s time-frequency quantum metrology technology
toolbox will comprise two main elements.
We will develop a theory framework that will help us define the fundamental limitations of our idea, putting special emphasis
on implementing tailored quantum measurements. The goal being to outperform classical strategies and thus find immediate
applications, something that hasn’t been achieved in metrology to date.
We will build devices and prototypes that have functionality. We will demonstrate spectroscopy – frequency measurements –
with a resolution beyond classical limits. Further, we will implement compressed sensing techniques for the resource efficient
characterisation of time and frequency distributions of quantum light.
The STORMYTUNE consortium comprises world leading scientific and industry partners, who are ideally positioned to
achieve the ambitious vision of this project and build a state of the art time-frequency quantum metrology technology toolbox.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenUnterauftrag
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
33098 Paderborn
Deutschland