Традиционные антенны трансформируют информацию от радиочастотных сигналов в электрический ток. Однако оптические сенсоры, использующие для передачи данных частицы света, намного эффективнее. Фотоны не только содержат больше данных, чем электроны, но и способны передавать сигнал дальше и с меньшими помехами.

Из-за преимуществ оптических сигналов их используют в электрооптических преобразователях для превращения радиочастотных волн в оптические. Инженеры из Университета Аризоны разработали мост между оптической системой и физической величиной в совершенно другой области. В своем эксперименте они совместили ее с радиочастотной областью, но тот же принцип будет работать и в других сценариях. Например, для измерения температуры при помощи фотонов, пишет Phys.org.

После преобразования информации в оптические величины исследователи применили метод квантовой метрологии. Его используют в астрономии для наблюдения за гравитационными волнами. Обычно точность сенсора ограничена так называемым стандартным квантовым лимитом. К примеру, GPS смартфона точно работает в пределах пяти метров. Квантовая метрология использует запутанные частицы для сверхчувствительных измерений. Это открывает для GPS доступ к точности на уровне сантиметров (точнее не имеет практического смысла).

В эксперименте ученые впервые продемонстрировали работу сети из трех сенсоров, связанных друг с другом квантовой запутанностью. Это как если бы группа сотрудников мгновенно сообщала информацию начальникам, а те мгновенно обменивались бы ею между собой. В дальнейшем ничего не мешает увеличить количество сенсоров до сотен.

«Обычно в комплексных системах — например, в беспроводной коммуникационной сети или даже в сотовых телефонах — есть не один сенсор, а набор сенсоров, которые вместе выполняют задачу, — пояснил Чжан Цюньтао, участник проекта. — Мы разработали технологию спутывания этих сенсоров, чтобы они работали не по-отдельности. Эту запутанность они могут использовать для общения между собой во время сбора данных, что значительно повышает эффективность зондирования».

Группа ученых из Ирландии обнаружила глубокую связь между одним из самых ярких свойств квантовой механики — квантовой запутанностью — и термализацией. Оказалось, что квантовая запутанность не только странная, но и всепроникающая.