Projektbeschreibung
Neue Ansätze mit dem Potenzial für präzisere Quantenmessungen
Die Quantenmetrologie ist die Wissenschaft hochauflösender und hochsensibler Messungen physikalischer Parameter. Dieser Forschungsbereich verspricht, Messverfahren zu entwickeln, die eine höhere Präzision bieten, als wenn dieselbe Messung im klassischen Rahmenwerk durchgeführt wird. Die Verwendung von Schätzungen einzelner Parameter weitet die Anwendungen der Quantenmetrologie von der Quantensensorik auch auf die Quantenbildgebung und Quantenprozesstomographie aus. Das EU-finanzierte Projekt QIIQI wird ein neuartiges Verfahren für eine vollständige Quantenprozesstomographie vorstellen, das auf Multiparameter-Quantenmetrologie beruht. Die Forschenden werden Verfahren der Zwei-Photonen-Bildgebung für die zeitgleiche Objektschätzung anpassen und untersuchen, wie nicht-klassische Korrelationen das Verständnis von Quantenmessungen vertiefen können. Die Arbeit des Projekts wird bislang getrennte Forschungsbereiche miteinander vereinen, um zu einem neuen Paradigma der Quantenmessungen zu gelangen.
Ziel
The principles of quantum mechanics are being used to achieve a new paradigm in metrology, the science of measurement.
This *quantum metrology* increases precision which in turn (i) reveals foundational insight in quantum information theory
and (ii) promises the next evolution in sensors. Single parameter estimation (e.g. interferometry) is widely investigated and
the optimal resources and classes of measurements are identified. This maturity now allows application of the rigour of
quantum metrology to other fields, such as quantum imaging — including imaging without detection techniques — and
quantum process tomography. The challenge is to extend the quantum metrology framework to multiple parameter
estimation, requiring theoretical and experimental effort to explore and identify the optimal resources and classes of
measurements.
I propose a novel scheme for full quantum process tomography, using multi-parameter quantum metrology combined with
the imaging without detection technique. This unites previously disparate fields to achieve a new paradigm of quantum
measurement physics and precision sensing technology. I will adapt and modify ghost-imaging schemes for simultaneous
object estimation, investigate the role of nonclassical correlations to deepen understanding of quantum measurements and
its information extracting capabilities. This project accelerates standard quantum metrology that until now has focused on
single parameters and single objects. I will use free-space quantum optics for proof-of principle experiments and integrated
silicon quantum photonics to reach higher levels of complexity and capability.
The project unites my expertise in quantum foundations, quantum resources and ultra-high efficiency photon sources, with
the experimental expertise of Dr Jonathan Matthews and colleagues of the Centre for Quantum Photonics, Bristol University
— world leaders in integrated quantum photonics and photonic quantum technology.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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