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2018-07-09 11:40 |
科研人員提出量子系統(tǒng)測量磁場的方法
據(jù)芬蘭阿爾托大學官網(wǎng)近日報道，該�？蒲腥藛T主導的國際團隊提出了一種采用量子系統(tǒng)測量磁場的方法，新系統(tǒng)的精確度超過了標準量子極限。他們表示，從量子狀態(tài)中快速提取信息，對于未來的量子處理器和現(xiàn)有超靈敏探測器來說都必不可少。此項研究向利用量子增強方法進行傳感邁出了關鍵的第一步。 Z}C%%2Iz
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在測量事物的精確程度方面，一個公認的經(jīng)驗法則就是所謂的“標準量子極限”：測量的精確度與可用資源的平方根成反比。換句話說，采用的資源（時間、輻射功率、圖像數(shù)量等）越多，測量就越精確。所以，極度的精確意味著要使用極多的資源。 Jp#cFUa t
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最近，阿爾托大學、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院、俄羅斯莫斯科物理技術學院的科研團隊挑戰(zhàn)了這一極限：他們提出了一種采用量子系統(tǒng)測量磁場的方法，證明讓量子現(xiàn)象和機器學習“雙劍合璧”充當磁力計，得到的精確度超過了標準量子極限。 'W*F[U*&HP
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研究人員在相關論文中稱，利用超導人造原子（一種量子比特）的相干性可以改善磁場測量的精確度。他們設計了一個由硅芯片和重疊鋁帶組成的微型設備，當設備冷卻至極低溫度時，電流在其中不再受任何阻擋，表現(xiàn)出與真實原子類似的量子力學特性。當用微波脈沖輻照時，人造原子的狀態(tài)發(fā)生了變化。結果表明，這種變化取決于外部施加的磁場：通過測量原子，就可以計算出磁場的大小。 jYF3u0
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但為了超越標準量子極限，研究人員借用了機器學習領域廣泛應用的模式識別技術。論文通訊作者安德雷·列別杰夫解釋說：“我們采用了一種自適應技術。首先進行測量，然后根據(jù)測量結果，讓模式識別算法決定如何改變下一步采用的控制參數(shù)，從而實現(xiàn)了最快速的磁場測量�！� f+Go
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