改进激光雷达和GPS:以量子极限精度突破分辨率障碍

量子物理分辨率极限

图片来源:帕德博恩大学,贝西姆·马志奇

帕德博恩大学的研究人员开发了一种新的距离测量方法,用于诸如GPS等系统,可以获得比以往任何时候都更精确的结果。由莱布尼茨奖得主克里斯汀·西尔伯霍恩教授领导的团队利用量子物理学成功地克服了所谓的分辨率限制,例如,这种限制导致了我们可能在照片中看到的“噪音”。

他们的发现刚刚发表在学术期刊上物理评论X量子(插件可以量子)。在物理这篇论文还以专家观点作为重点,这是一项只授予特定选定出版物的荣誉。

物理学家本杰明·布莱希特博士解释了分辨率限制的问题:“在激光距离测量中,探测器记录了两个具有时间差的不同强度的光脉冲。时间测量越精确,距离的确定就越准确。如果脉冲之间的时间间隔大于脉冲的长度,这种方法就能很好地工作。”

然而,正如布莱希特解释的那样,如果脉冲重叠,问题就会出现:“那么你就不能再用传统方法测量时差了。这就是所谓的“分辨率限制”,在照片中是一个众所周知的效果。非常小的结构或纹理不能被解析。这也是同样的问题——只是位置问题而不是时间问题。”

布莱希特说,另一个挑战是确定两个光脉冲的不同强度,以及它们的时间差和到达时间。但这正是研究人员已经设法做到的——“以量子有限的精度,”Brecht补充道。帕德博恩的物理学家与来自捷克共和国和西班牙的合作伙伴合作,甚至可以在脉冲重叠90%时测量出这些值。

布莱希特说:“这远远超出了分辨率的限制。测量精度提高了1万倍。利用量子信息理论的方法,我们可以找到新的测量形式,克服现有方法的局限性。”

这些发现可以显著提高未来应用程序的精度,如激光雷达(一种光学距离和速度测量方法)和GPS。然而,布莱希特指出,这需要一段时间才能上市。

参考:“实现终极量子时间分辨率”瓦希德安萨里,本杰明·布莱希特哈诺Gil-Lopez,约翰•m•多诺休书Řehaček, Zdeněk Hradil,路易斯·l·Sanchez-Soto和克里斯汀•Silberhorn 2021年1月4日,插件可以量子
DOI: 10.1103 / PRXQuantum.2.010301

1评论关于“改进激光雷达和GPS:用量子极限精度突破分辨率障碍”

  1. 非常重要的文章。但我有一个附带的问题:为什么瓦希德·安萨里(vahid ansari)没有被引用在你的文章中,因为他是文章的第一作者?你请他评论了吗?

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