Project

Back to overview

Quantum metrology and macroscopic quantum states

Applicant Sekatski Pavel
Number 167749
Funding scheme Advanced Postdoc.Mobility
Research institution Quantum Information Institut für Theoretische Physik Universität Innsbruck
Institution of higher education Institution abroad - IACH
Main discipline Theoretical Physics
Start/End 01.09.2016 - 31.10.2017
Show all

Keywords (6)

Quantum Metrology; Macroscopic quantum states; Quantum networks; Quantum computation; Noise; Collapse models

Lay Summary (French)

Lead
La mécanique quantique est aujourd’hui une théorie bien établie et vérifiée expérimentalement. Cependant certains de ces aspects restes pas totalement compris. Le projet actuel se focalise sur deux tels aspects. C’est la métrologie quantique qui intéresse à la précision optimale permise par la théorie quantique lorsque une quantité inconnue est mesurée, et l’application de la théorie à des systèmes de taille macroscopique.
Lay summary

Dans le contexte de la métrologue nous allons étudier les question suivantes: L’effet du bruit et du contrôle la précision de mesure, est ce que la dégénérescence des niveaux de l’état quantique qui décrit la sonde par rapport à l’Hamiltonien d’interaction peut être utile pour l’estimation, est-ce que les états de sonde non-locaux permettent l'amélioration de la précision de mesure de champs inhomogènes.  

Dans le contexte d’états quantiques macroscopiques nous allons étudier les questions suivantes: comment la taille finie du système de référence (horloge, appareil de mesure, laboratoire) limite l’observation d'état de superposition macroscopiques, qu’est ce que les résultats récents de la métrologie quantique en présence de bruit nous apprennent sur la fragilité de états quantique macroscopiques.

 

Le résultats obtenus lors de accomplissement de ce projet offrirons une meilleure compréhension de la meilleure théorie de la nature que nous avons – la théorie quantique. Une meilleure compréhension de la nature c’est le progrès de l’humanité par excellence, car elle repousse les horizons de notre imagination et de notre créativité, bien que les les débouchées concrètes sont pas évident à prédire. Pour donner un exemple, il est clair que Planck ne pensait pas au laser au à l’imagerie par résonance magnétique nucléaire et son impact sur la médicinier en introduisant son hypothèse de quanta. D’un autre coté la métrologie quantique trouve déjà des applications pratiques dans la construction des appareils de mesure plus précis.

Direct link to Lay Summary Last update: 07.09.2016

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
Macroscopic superpositions require tremendous measurement devices
Skotiniotis Michalis, Dür Wolfgang, Sekatski Pavel (2017), Macroscopic superpositions require tremendous measurement devices, in Quantum, 1, 34.
Adaptive Quantum Metrology under General Markovian Noise
Demkowicz-Dobrzański Rafał, Czajkowski Jan, Sekatski Pavel (2017), Adaptive Quantum Metrology under General Markovian Noise, in Phys. Rev. X, 7, 041009.
Quantum metrology with full and fast quantum control
Sekatski Pavel, Skotiniotis Michalis, Kołodyński Janek, Dür Wolfgang (2017), Quantum metrology with full and fast quantum control, in Quantum, 1, 27.
Flexible resources for quantum metrology
Friis Nicolai, Orsucci Davide, Skotiniotis Michalis, Sekatski Pavel, Djunko Vedran, Briegel Hans, Dür Wolfgang (2017), Flexible resources for quantum metrology, in New Jour. Phys., 19, 063044.
Improved Sensing with a Single Qubit
Sekatski Pavel, Skotiniotis Michalis, Dür Wolfgang (2017), Improved Sensing with a Single Qubit, in Phys. Rev. Lett., 118, 170801.
Proposal for witnessing non-classical light with the human eye
Dodel Amaury, Mayinda Anthony, Oudot Enky, Martin Anthony, Sekatski Pavel, Bancal Jean-Daniel, Sngouard Nicolas (2017), Proposal for witnessing non-classical light with the human eye, in Quantum, 1, 7.
General measure for macroscopic quantum states beyond "dead and alive"
Sekatski Pavel, Yadin Benjamin, Renou Marc-Olivier, Dür Wolfgang, Gisin Nicolas, Fröwis Florian, General measure for macroscopic quantum states beyond "dead and alive", in New. Jour. Phys., ?.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
R. Demkowicz-Dobrzanski group/University of Warsaw Poland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Nicolas Sangouard group/Unibas Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
ICQT 2017 Poster Sensing with full quantum control 12.07.2017 Moscow, Russia Sekatski Pavel;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
151964 Macroscopic quantum effects and noise. 01.09.2014 Early Postdoc.Mobility

Abstract

Fast experimental progress makes it possible to manipulate genuinely quantum states of larger and larger size. This project is concerned with fundamental and practical aspects of large quantum systems. We know from quantum metrology that large that the use of genuinely quantum states allows to achieve enhanced measurement precision as compared to any classical approach. In fact, the possible quantum advantage increases with the size of the quantum system, and triggers interest in studying and producing such large quantum systems. The possibility to manipulate larger states also triggers more fundamental questions: how to measure the size of a macroscopic quantum state, how does the quantum-to-classical transition occur, is there an explicit collapse mechanism and can we experimentally test it. All of this aspects will be studied during this project in some form.
-