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양자 자력계에 의한 자기장 벡터 측정의 최종 이론적 정밀도 한계 확정
  • 등록일2020.07.17
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중국과기대 궈광찬(郭光燦) 연구팀의 리촨펑(李傳鋒)/샹궈융(項國勇) 등은 양자 자력계로 자기장 벡터 3개 성분의 평행 얽힘을 동시에 측정하는 방법에서 다양한 파라미터 측정 정밀도 사이의 최소 견제·균형을 평형시키는 방법을 찾음으로써 최초로 자기장 벡터 3개 성분을 동시에 측정하는 최종 이론적 정밀도 한계를 확정했다. 해당 성과는 "Physical Review Letters"에 온라인으로 게재됐다.
양자 자력계에 의한 자기장 측정의 최고 정밀도 연구는 양자 정밀 측정에서의 중요한 응용이다. 수십 년의 연구를 거쳐 얽힘 등 양자 자원을 이용한 자기장의 단일 성분 측정에서 최고 정밀도에 도달했다. 하지만 자기장은 벡터로서 3개 성분을 보유하고 있다. 다양한 자기장 성분의 최적 양자 측정 방법은 일반적으로 다르며 자기장 벡터의 3개 성분을 동시에 측정할 경우 다양한 파라미터의 측정 정밀도 사이에 견제·균형이 존재한다. 다양한 자기장 성분 사이의 정밀도 견제·균형의 평형, 자기장 벡터 측정의 최종 정밀도 한계 및 그 도달 방법은 양자 정밀 측정 이론에서 시급히 해결해야 할 과제이다.
연구팀은 해당 정밀도 견제·균형은 최적 프로브 사이의 비호환성에서 비롯됨을 발견함과 아울러 교묘하게 자기장 3개 성분의 측정 정밀도와 프로브 상태의 비호환성을 관련시킴으로써 최종적으로 다양한 자기장 성분의 정밀도 견제·균형을 평형시키는 방법을 찾았으며 자기장 벡터 측정의 최종 이론적 정밀도 한계를 확정했다. 뿐만 아니라 해당 정밀도 한계는 도달할 수 있음을 입증함과 아울러 요구되는 최적 양자 프로브 상태 및 최적 양자 측정 방법을 설계했다.
해당 성과는 자기장 벡터 측정의 최종 정밀도 한계 문제를 해결했을 뿐만 아니라 기타 다중 파라미터 양자 정밀 측정 문제를 해결하는 새로운 방법을 제공했다.

정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-07/16/content_448750.htm?div=-1