Opis projektu
Miejsce na ulepszenie kwantowej metrologii czasu i częstotliwości
W swojej historii ludzkość tworzyła różne systemy pomiaru, pozwalające określać ilościowo kwestie związane z zagadnieniami tak różnymi, jak rozmieszczenie upraw, odległość między miastami czy waga towarów. W kwestii pomiaru czasu przeszliśmy długą drogę od zegarów słonecznych przez klepsydry i wahadła, aż do zegarów atomowych. Dokładne pomiary i porównania opierają się na znormalizowanych jednostkach miar – musimy móc dość dokładnie określić jedną jednostkę, by móc wyznaczyć pozostałe. Metrologia kwantowa bazuje na odwołaniu się do kwantów, czyli pakietów energii, które pełnią funkcję znormalizowanej jednostki, i do efektów kwantowych, takich jak splątanie. To pozwoli nam rozszerzyć możliwości pomiarowe poza precyzję oferowaną przez metody klasyczne. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu STORMYTUNE powstaje nowy kwantowy sposób pomiaru czasu i częstotliwości w oparciu o separacje przestrzenne, a nie klasyczne fazy bazujące na czasie. Opracowane prototypy zademonstrują, że koncepcja ta przewyższa możliwości metod klasycznych.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
33098 Paderborn
Niemcy