科学家用量子物理学克服分辨率极限未来可提高激光雷达和GPS等应用精度

科学家用量子物理学克服分辨率极限未来可提高激光雷达和GPS等应用精度

精确的时间延迟测量是当今技术中最重要的部分之一,而克服所谓的分辨率限制,现在已经利用量子物理学实现了。

科学家团队为激光雷达和GPS等系统开发了一种新型距离测量方法。他们的方法可以实现比以往更精确的结果,准确地说,比以往好1万倍。

该研究发表在学术期刊PRX Quantum上。

什么是分辨率极限?

在分辨率极限的范畴内,会出现许多挑战;然而,研究人员通过使用量子信息理论的方法,能够克服这些挑战。

在激光距离测量中,探测器会记录两个不同强度的光脉冲,并产生时间差。时间测量越精确,就能更准确地确定距离。只要脉冲之间的时间间隔大于脉冲的长度,就能很好地工作。获取更多前沿科技 信息 请持续关注:https://byteclicks.com

然而,当所述脉冲重叠时,问题就开始出现了,因为科学家们已经无法用传统方法测量时间差了。”这被称为’分辨率极限’,。非常小的结构或纹理无法再被解析。

来自量子信息理论的方法

确定两个光脉冲在同一时间的不同强度及其时间差和到达时间,又是一个难以克服的挑战。现在,研究人员已经成功做到了这一点。

当脉冲重叠90%时,科学家团队能够测量出这些数值。这远远超出了分辨率的极限。测量的精度提高了1万倍。利用量子信息理论的方法可以找到新的测量形式,克服了既有方法的局限性。

研究人员写道:”我们通过实验解决了比脉冲持续时间小10倍的时间间隔,以及不平衡强度相差10²的问题。这比基于强度检测的最佳标准方法提高了一个数量级”。

这项研究可以在将来提高诸如LIDAR和GPS等应用的精度。 

上一篇:

下一篇:


标签