Des chercheurs de l'Université de Paderborn ont développé une nouvelle méthode de mesure de distance pour des systèmes tels que le GPS, qui permet d'obtenir des résultats plus précis que jamais. En utilisant la physique quantique, l'équipe dirigée par la professeure Christine Silberhorn, lauréate du prix Leibniz, a dépassé avec succès la limite dite de résolution, ce qui provoque le "bruit" que l'on peut voir sur les photos, par exemple. Leurs résultats viennent d'être publiés dans la revue académique Examen physique X Quantum ( PRX Quantique ).

Le physicien Dr. Benjamin Brecht explique le problème de la limite de résolution :« Dans les mesures de distance laser, un détecteur enregistre deux impulsions lumineuses d'intensités différentes avec une différence de temps. Plus la mesure du temps est précise, plus la distance peut être déterminée avec précision. A condition que la séparation temporelle entre les impulsions soit supérieure à la longueur des impulsions, cela fonctionne bien." Des problèmes surgissent, cependant, comme l'explique Brecht, si les impulsions se chevauchent :« Alors vous ne pouvez plus mesurer la différence de temps à l'aide de méthodes conventionnelles. C'est ce qu'on appelle la 'limite de résolution' et c'est un effet bien connu sur les photos. Les très petites structures ou textures ne peuvent plus être résolues. le même problème, juste avec la position plutôt que le temps."

Un autre défi, selon Brecht, est de déterminer les différentes intensités de deux impulsions lumineuses, simultanément avec leur décalage horaire et l'heure d'arrivée. Mais c'est exactement ce que les chercheurs ont réussi à faire :"avec une précision quantique limitée, " ajoute Brecht. En collaboration avec des partenaires de République tchèque et d'Espagne, les physiciens de Paderborn ont même pu mesurer ces valeurs lorsque les impulsions se chevauchaient à 90 %. Brecht dit :« C'est bien au-delà de la limite de résolution. La précision de la mesure est de 10, 000 fois mieux. En utilisant des méthodes de la théorie de l'information quantique, nous pouvons trouver de nouvelles formes de mesure qui dépassent les limites des méthodes établies."

Ces résultats pourraient permettre à l'avenir des améliorations significatives de la précision d'applications telles que LIDAR, une méthode de mesure optique de distance et de vitesse, et GPS. Cela prendra du temps, cependant, avant qu'il ne soit prêt pour le marché, fait remarquer Brecht.