Дослідники з Університету Сіднея та RMIT University розробили новаторський метод квантових вимірювань, який дозволяє одночасно визначати положення та імпульс частинки з високою точністю, ефективно перерозподіляючи невизначеність. Ця робота, опублікована 24 вересня 2025 року в журналі *Science Advances*, відкриває нові можливості для створення надточних квантових сенсорів.
Принцип невизначеності Гейзенберга традиційно обмежував можливість одночасного точного знання положення та імпульсу частинки. Новий метод переносить невизначеність у менш критичні аспекти вимірювання, підвищуючи точність виявлення найдрібніших змін. Це стало можливим завдяки використанню «сітчастих станів» – квантового стану, розробленого для квантових обчислень з корекцією помилок. Дослідники змогли вимірювати невизначеності, що відповідають половині нанометра, та сили настільки мізерні, як йоктоньютони, що порівнянно з виявленням ваги приблизно 30 молекул кисню.
Наслідки цього досягнення є значними. Здатність вимірювати надзвичайно малі сигнали з високою точністю може революціонізувати різні галузі. Обсерваторії гравітаційних хвиль, системи навігації, медична візуалізація, моніторинг матеріалів та астрофізика можуть отримати значну користь. Дослідження демонструє потенціал для створення ультрачутливих квантових сенсорів, які знайдуть широке застосування в науці та технологіях.
Ця робота є значним кроком вперед у науці квантових вимірювань, пропонуючи нову основу для майбутніх сенсорних технологій. Хоча експеримент наразі обмежений фізичною лабораторією, він демонструє потенціал для розробки ультрачутливих квантових сенсорів. Дослідження стало результатом співпраці експериментаторів з Університету Сіднея та теоретиків з RMIT University, Університету Мельбурна, Університету Маккуорі та Брістольського університету. Ця міжнародна співпраця підкреслює цінність міжінституційних партнерств, які прискорюють прогрес у глобальній спільноті квантових досліджень.