Descripción del proyecto
Margen de mejora de la metrología cuántica del tiempo y la frecuencia
A lo largo de la historia, la humanidad ha desarrollado sistemas de medición para cuantificar cosas tan variadas como la distribución de los cultivos, la distancia entre las ciudades y el peso de los productos básicos comercializables. En cuanto al tiempo, hemos pasado de los relojes de sol a los de arena, de los péndulos a los relojes atómicos. Las mediciones y comparaciones precisas se basan en unidades normalizadas y debemos saber con bastante precisión lo que corresponde a una unidad de medida para calcular el resto. La metrología cuántica se basa en los «quanta» o paquetes de energía, la unidad normalizada, y el uso de efectos cuánticos como el entrelazamiento para ampliar la precisión más allá de lo posible con los métodos clásicos. El proyecto STORMYTUNE, financiado con fondos europeos, desarrolla una nueva forma cuántica de medir el tiempo y la frecuencia basada en las separaciones espaciales en lugar de las fases clásicas en función del tiempo. El desarrollo de nuevos dispositivos demostrará la capacidad del concepto para superar el rendimiento de los métodos clásicos.
Objetivo
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.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
33098 Paderborn
Alemania