(Phys.org)—Trois équipes travaillant indépendamment ont trouvé un moyen presque identique d'augmenter la résolution des capteurs magnétiques quantiques, permettant des mesures de fréquence avec une précision beaucoup plus élevée que les techniques précédentes. Deux equipes, un avec l'ETH Zurich, l'autre basée à l'Université d'Ulm en Allemagne, ont publié leurs résultats dans la revue Science . La troisième équipe travaillant à Harvard n'a pas encore publié ses résultats, bien qu'ils aient téléchargé une copie de leur article sur le arXiv serveur de préimpression. Andrew Jordan de l'Université de Rochester aux États-Unis a publié un article Perspective dans le même Science question décrivant le travail des équipes et note la « découverte indépendante multiple, " ce qui est intéressant en soi.

La détection quantique est devenue un outil essentiel pour les physiciens :elle mesure les fréquences dans une grande variété d'applications. Mais comme cela a été noté, car il doit interagir avec l'environnement, la dégradation se produit. Dans ce nouvel effort, les trois équipes ont trouvé le même moyen d'augmenter la précision d'une telle détection en utilisant une horloge classique.

L'amélioration consistait à mesurer un qubit quantique en étudiant les défauts des lacunes d'azote (NV) dans un diamant - de telles lacunes ont un ressort magnétique, ce qui les rend sensibles à un champ magnétique. Dans ce nouvel effort, les chercheurs des trois équipes ont isolé les NV, leur permettant de les mesurer et de les manipuler. Ils ont identifié un moyen d'améliorer la réponse de la NV à un champ magnétique, amener les trois équipes à améliorer leurs résultats en effectuant des mesures répétées à différents moments tout en gardant une trace du temps écoulé, grâce à une horloge externe pour maintenir les mesures synchronisées. Cela a permis de recueillir plus d'informations sur la fréquence et donc d'améliorer la précision. Les chercheurs rapportent des améliorations de neuf ordres de grandeur par rapport aux méthodes précédentes.

L'équipe en Allemagne a poussé son travail plus loin en utilisant sa technique de mesure pour effectuer une spectroscopie RMN sur un petit échantillon de polybutène et a découvert un problème :les molécules se sont diffusées au-delà des centres NV, empêchant une meilleure résolution. Mais comme il s'est avéré, l'équipe de Harvard a trouvé une solution au même problème :faire fonctionner la technique sur des groupes de centres NV dans le même diamant.

© 2017 Phys.org