Quantenverschränkung bietet beispiellose Präzision für GPS und mehr

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Das GPS Ihres Telefons, das Wi-Fi in Ihrem Haus und die Kommunikation in Flugzeugen werden alle mit Radiofrequenzwellen (RF) betrieben, die Informationen von einem Sender an einem Punkt zu einem Sensor an einem anderen Punkt übertragen.

Die Sensoren interpretieren diese Informationen auf unterschiedliche Weise.

Beispielsweise verwendet ein GPS-Sensor den Winkel, unter dem er eine HF-Welle empfängt, um seine eigene relative Position zu bestimmen.

Je genauer es den Winkel messen kann, desto genauer kann es den Ort bestimmen.In einem neuen Artikel, der in Physical Review Letters veröffentlicht wurde, demonstrieren Forscher der University of Arizona aus den Ingenieur- und optischen Wissenschaften in Zusammenarbeit mit Ingenieuren von General Dynamics Mission Systems, wie eine Kombination von zwei Techniken – Radiofrequenz-Photonik-Sensorik und Quantenmetrologie – Sensornetzwerken ein bisher unerreichtes Maß an Präzision verleihen kann.

Die Arbeit beinhaltet die Übertragung von Informationen von Elektronen auf Photonen und die anschließende Nutzung der Quantenverschränkung, um die Abtastfähigkeiten der Photonen zu erhöhen.”Dieses Paradigma der Quantenabtastung könnte Möglichkeiten zur Verbesserung von GPS-Systemen, Astronomielabors und biomedizinischen Abbildungsfähigkeiten schaffen”, sagte Zheshen Zhang, Assistenzprofessor für Materialwissenschaften und -technik und optische Wissenschaften und leitender Forscher der Quanteninformations- und Materialgruppe der Universität.

Es könnte zur Verbesserung der Leistung jeder Anwendung verwendet werden, die ein Netzwerk von Sensoren erfordert.

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“Von Elektronen zu PhotonenHerkömmliche Antennensensoren wandeln Informationen von HF-Signalen in einen elektrischen Strom um, der aus sich bewegenden Elektronen besteht.

Wesentlich effizienter ist jedoch die optische Abtastung, die Photonen oder Lichteinheiten zur Informationsübertragung verwendet.

Photonen können nicht nur mehr Daten speichern als Elektronen, was dem Signal eine größere Bandbreite verleiht, sondern die auf Photonen basierende Abtastung kann dieses Signal auch viel weiter und mit weniger Störungen übertragen als die auf Elektronik basierende Abtastung.Weil optische Signale so viele Vorteile bieten, verwendeten die Forscher eine elektro-optische….

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