Nieniszczące pomiary kwantowe
Badając parametry fotonów, fizycy powodują zakłócenia tych układów w skali kwantowej. Chociaż minimalne zakłócenie pozwoliłoby na wielokrotne wykonywanie pomiarów i osiąganie w przybliżeniu takich samych wyników, to najbardziej rzeczywiste pomiary powodują zakłócenia większe od idealnego minimum. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ONDEQUAM (Optimal non-demolition quantum measurements) fizycy zademonstrowali nowy sposób na wykonanie "idealnych" pomiarów. Nieniszczące pomiary kwantowe umożliwiają wykrywanie pojedynczych cząstek wielokrotnie bez niszczenia ich. Fizycy wykazali, że w porównaniu z konwencjonalnym systemem ich adaptacyjna metoda jest o 45% szybsza, jeśli chodzi o pomiar liczby fotonów wewnątrz nadprzewodzącej szczeliny o bardzo wysokim stopniu finezji. Ich badania mają szczególne znaczenie przy zastosowaniu tej metody w przypadku pola rozpadających się fotonów. W celu wykonania nieniszczących pomiarów kwantowych liczby fotonów zespół projektu ONDEQUAM wykorzystał interferometr Ramseya do wykrycia przesunięcia fazowego, zachodzącego w atomach podczas przechodzenia przez szczelinę. Ilość informacji, jaką uzyskać można z każdego badanego atomu, zależy od przesunięcia fazowego i ustawienia interferometru. Aby zwiększyć wydajność metody nieniszczących pomiarów kwantowych, przeprowadzono tzw. analizę w przód-wstecz liczby fotonów. Stosując ocenę a posteriori danych dotyczących przyszłości aktualnego stanu, fizycy mogli znacznie obniżyć poziom szumu. Metoda wypracowana w ramach projektu ONDEQUAM usuwa niejasności co do liczby fotonów, które charakteryzowały konwencjonalną metodę nieniszczących pomiarów fotonów. Jest to możliwe dzięki okresowym odczytom faz badanych atomów. Ponadto w dużym stopniu poprawiono rozdzielczość czasową pomiaru fotonów. Mimo że uzyskanie nieniszczących pomiarów kwantowych fotonów jest wymagającym zadaniem, może przyczynić się do rozwinięcia nowych technologii przetwarzania informacji kwantowych. Jeżeli można by było zastosować także sprzężenie zwrotne układów kwantowych, wówczas fizycy są w stanie wyobrazić sobie, że te układy mogłyby być także wykorzystane do symulacji i obliczeń kwantowych.
