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Sensorik Netzwerk von Quantensensoren steigert Präzision

Quelle: Universität Innsbruck 1 min Lesedauer

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Die Quantensensorik verspricht noch genauere Messungen physikalischer Größen. Ihr größter Vorteil, ihre Empfindlichkeit, kann jedoch auch zu Rauschen führen, das die Ergebnisse unleserlich macht. Forscher konnten dafür nun eine Lösung finden.

Bis zu 91 Atome bilden ein Sensornetzwerk, dass dank einer neuen Methode noch genauere Messungen von physikalischen Größen ermöglicht.(Bild: Helene Hainzer)
Bis zu 91 Atome bilden ein Sensornetzwerk, dass dank einer neuen Methode noch genauere Messungen von physikalischen Größen ermöglicht.
(Bild: Helene Hainzer)

Forscher der Universität Innsbruck haben eine Methode entwickelt, um die Präzision von Sensornetzwerken zu steigern. Laut einer Mitteilung nutzten sie dafür die „Korrelationsspektroskopie“. Dafür verglichen sie 91 Sensoren, die jeweils aus einem einzelnen Atom bestehen. Die Forschungsergebnisse erschienen zuerst in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

Die Forscher wollen damit dem Problem begegnen, dass quantenmechanische Systeme sehr empfindlich gegenüber Umweltfaktoren sind. Schnelle Wechselwirkungen zwischen dem Sensor und der Umgebung können zu einem Rauschen in der Messung führen, was das Quantensignal unleserlich macht. „Da das Rauschen alle Sensoren gleichermaßen betrifft, können wir durch die Analyse gleichzeitiger Änderungen in den Zuständen aller Sensoren das Umweltrauschen effektiv herausrechnen und die zu messenden Informationen wiederherstellen“, sagt Helene Hainzer, die Erstautorin der Arbeit.

Korrelationsspektroskopie wurde bereits in der Vergangenheit mit zwei Atomuhren umgesetzt, was zu einer bis dahin unerreichten Genauigkeit in der Zeitmessung führte. Für ihre Arbeit entwickelten die Forscher über mehrere Jahre hinweg einen vollständig neuen experimentellen Aufbau, um experimentelle Kontrolle über so viele Atome zu ermöglichen.

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