Физики научились точнее и стабильнее измерять слабые магнитные поляКвантовые сенсоры, в отличие от классических, во многих случаях показывают большую чувствительность и подходят для точного измерения процессов, происходящих в масштабах атома. Главную роль в таком превосходстве играет использование запутанности, неклассических и сжатых состояний в квантовых детекторах. Этот подход можно использовать для измерения разных величин, например магнитного поля. Такие приборы называются магнитометрами и, помимо чувствительности, характеризуются уровнем шума, который может мешать точным измерениям.
Физики из Японии решили использовать квантовое состояние в виде графа при создании квантового магнитометра. В таком состоянии кубиты
соответствуют вершинам графа, а ребра описывают их взаимодействие. Оказалось, что использование такого неклассического состояния позволяет увеличить точность сенсора и сделать его устойчивым к шуму. Авторам удалось преодолеть стандартный квантовый предел при измерении частоты вращения магнитного момента частицы в магнитном поле (ларморовской прецессии).
Работа исследователей показывает, что, несмотря на шум, избавиться от которого в квантовых системах практически невозможно, измерять магнитные поля можно очень точно. Это важно не только для квантовой метрологии, занимающейся измерением, но и для применения в других сферах квантовых технологий.