Wissenschaftler der Forschungsgruppe von Professor Johannes Fink am Institut für Wissenschaft und Technologie Österreich (IST Austria) sowie Mitarbeiter Stefano Pirandola vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of York, UK, und David Vitali von der University of Camerino Italien hat eine neue Art von Detektionstechnologie entwickelt, die als "Mikrowellenquantenbeleuchtung" bezeichnet wird und verschränkte Mikrowellenphotonen als Detektionsmethode verwendet.
Der als "Quantenradar" bekannte Prototyp kann Objekte in verrauschten thermischen Umgebungen erkennen, in denen klassische Radarsysteme häufig ausfallen. Die Technologie bietet potenzielle Anwendungen für biomedizinische Bildgebungs- und Sicherheitsscanner mit extrem geringem Stromverbrauch.
Die Forscher verwickeln zwei Gruppen von Photonen, die als "Signal" - und "Leerlauf" -Photonen bezeichnet werden. Die "Signal" -Photonen werden in Richtung des interessierenden Objekts ausgesendet, und die "Leerlauf" -Photonen werden relativ isoliert gemessen, frei von Interferenzen und Rauschen. Wenn die Signalphotonen reflektiert werden, geht eine echte Verschränkung zwischen den Signal- und Leerlaufphotonen verloren, es bleibt jedoch eine geringe Korrelation bestehen, wodurch eine Signatur oder ein Muster erzeugt wird, das die Existenz oder Abwesenheit des Zielobjekts unabhängig vom Rauschen in der Umgebung beschreibt. Die Quantenverschränkung, die bei einigen Tausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt (-273,14 ° C) erzeugt wurde, half bei der Detektion von Objekten mit niedrigem Reflexionsvermögen bei Raumtemperatur.
Bei niedrigen Leistungspegeln leiden herkömmliche Radarsysteme typischerweise unter einer schlechten Empfindlichkeit, da sie Schwierigkeiten haben, die vom Objekt reflektierte Strahlung von natürlich vorkommendem Hintergrundstrahlungsrauschen zu unterscheiden. Die Quantenbeleuchtung bietet eine Lösung für dieses Problem, da die Ähnlichkeiten zwischen den durch Quantenverschränkung erzeugten "Signal" - und "Leerlauf" -Photonen es effektiver machen, die vom interessierenden Objekt empfangenen Signalphotonen von dem in der Umgebung erzeugten Rauschen zu unterscheiden.
Die Forschung hat effektiv eine neue Nachweismethode demonstriert, die in einigen Fällen dem klassischen Radar bereits überlegen sein kann. Laut den Forschern war dieses wissenschaftliche Ergebnis nur möglich, indem theoretische und experimentelle Physiker zusammengebracht wurden, die von der Neugier getrieben sind, wie die Quantenmechanik dazu beitragen kann, die grundlegenden Grenzen des Sinnes zu überschreiten. Es muss jedoch noch viel mehr getan werden, um das Ergebnis für reale Erkennungsaufgaben anwendbar zu machen, und dies wird mit Hilfe erfahrener Elektrotechniker möglich sein