Quantum metrology
क्वांटम मेट्रोलॉजी भौतिक प्रणालियों का वर्णन करने के लिए क्वांटम सिद्धांत का उपयोग करके भौतिक मापदंडों के उच्च-रिज़ॉल्यूशन और अत्यधिक संवेदनशील माप करने का अध्ययन है, विशेष रूप से क्वांटम उलझाव और क्वांटम निचोड़ का फायदा उठाते हुए। यह क्षेत्र माप तकनीकों को विकसित करने का वादा करता है जो एक शास्त्रीय ढांचे में किए गए समान माप की तुलना में बेहतर सटीकता देते हैं। क्वांटम परिकल्पना परीक्षण के साथ, यह क्वांटम संवेदन के आधार पर एक महत्वपूर्ण सैद्धांतिक मॉडल का प्रतिनिधित्व करता है। गणितीय नींव क्वांटम मेट्रोलॉजी का एक बुनियादी कार्य एकात्मक गतिकी के पैरामीटर का अनुमान लगाना है जहाँ प्रणाली की प्रारंभिक स्थिति है और प्रणाली का हैमिल्टनियन है। माप के आधार पर अनुमान लगाया जाता है आमतौर पर, प्रणाली कई कणों से बनी होती है, और हैमिल्टनियन एकल-कण शब्दों का योग है जहां kth कण पर कार्य करता है। इस मामले में, कणों के बीच कोई अंतःक्रिया नहीं होती है, और हम रैखिक इंटरफेरोमीटर के बारे में बात करते हैं। प्राप्त करने योग्य परिशुद्धता नीचे से क्वांटम क्रैमर-राव से बंधी हुई है जहां स्वतंत्र पुनरावृत्तियों की संख्या है और क्वांटम फिशर जानकारी है। उदाहरण नोट का एक उदाहरण सटीक चरण माप करने के लिए मैक-ज़ेन्डर इंटरफेरोमीटर में नून अवस्था का उपयोग है। इसी तरह का प्रभाव कम विदेशी अवस्थाओं जैसे निचोड़े हुए अवस्थाओं का उपयोग करके उत्पन्न किया जा सकता है। क्वांटम इल्युमिनेशन प्रोटोकॉल में, दो-मोड निचोड़ी हुई अवस्थाओं का व्यापक रूप से अध्ययन किया जाता है ताकि सुसंगत अवस्थाओं में दर्शाए गए शास्त्रीय अवस्थाओं की सीमा को पार किया जा सके। परमाणु समूहों में, स्पिन निचोड़ी अवस्थाओं का उपयोग चरण माप के लिए किया जा सकता है। अनुप्रयोग विशेष नोट का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग एल. आई. जी. ओ. या कन्या इंटरफेरोमीटर जैसी परियोजनाओं में गुरुत्वाकर्षण विकिरण का पता लगाना है, जहां दो व्यापक रूप से अलग किए गए द्रव्यमानों के बीच सापेक्ष दूरी के लिए उच्च-परिशुद्धता माप किया जाना चाहिए। हालाँकि, क्वांटम मेट्रोलॉजी द्वारा वर्णित माप वर्तमान में इस सेटिंग में उपयोग नहीं किए जाते हैं, क्योंकि उन्हें लागू करना मुश्किल है। इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने को प्रभावित करने वाले शोर के अन्य स्रोत हैं जिन्हें पहले दूर किया जाना चाहिए। फिर भी, योजनाओं में एल. आई. जी. ओ. में क्वांटम मेट्रोलॉजी के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है। स्केलिंग और शोर का प्रभाव क्वांटम मेट्रोलॉजी का एक केंद्रीय सवाल यह है कि सटीकता, यानी, पैरामीटर अनुमान का भिन्नता, कणों की संख्या के साथ कैसे मापा जाता है। शास्त्रीय इंटरफेरोमीटर शॉट-शोर सीमा को पार नहीं कर सकते हैं। इस सीमा को अक्सर मानक क्वांटम सीमा (एसक्यूएल) भी कहा जाता है जहां कणों की संख्या होती है। शॉट-शोर सीमा को सुसंगत अवस्थाओं और समरूपता का पता लगाने का उपयोग करके स्पर्शोन्मुख रूप से प्राप्त करने योग्य माना जाता है। क्वांटम मेट्रोलॉजी द्वारा दी गई हाइजेनबर्ग सीमा तक पहुंच सकती है हालांकि, यदि असंबद्ध स्थानीय शोर मौजूद है, तो बड़ी कण संख्या के लिए सटीक स्केलिंग शॉट-शोर स्केलिंग पर लौटती है क्वांटम सूचना विज्ञान से संबंध क्वांटम मेट्रोलॉजी और क्वांटम सूचना विज्ञान के बीच मजबूत संबंध हैं। यह दिखाया गया है कि स्पिन के पूरी तरह से ध्रुवीकृत समूह के साथ मैग्नेट्रोमेट्री में शास्त्रीय इंटरफेरोमेट्री से बेहतर प्रदर्शन करने के लिए क्वांटम उलझाव की आवश्यकता होती है। यह साबित किया गया है कि एक समान संबंध आम तौर पर किसी भी रैखिक इंटरफेरोमीटर के लिए मान्य है, जो योजना के विवरण से स्वतंत्र है। इसके अलावा, पैरामीटर अनुमान में बेहतर और बेहतर सटीकता प्राप्त करने के लिए बहुपक्षीय उलझाव के उच्च और उच्च स्तर की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, क्वांटम प्रणालियों की स्वतंत्रता की कई डिग्री में उलझाव (जिसे "हाइपरएंटेंगलमेंट" के रूप में जाना जाता है) का उपयोग सटीकता बढ़ाने के लिए किया जा सकता है, जिसमें स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री में उलझाव से उत्पन्न वृद्धि होती है। संदर्भ क्वांटम सूचना विज्ञान क्वांटम प्रकाशिकी माप विज्ञान