Des chercheurs de l’Université de Portsmouth ont dévoilé un système de détection quantique qui atteint le summum de la sensibilité quantique en mesurant le déplacement transversal entre deux photons interférents.
Cette nouvelle technique a le potentiel d’améliorer les techniques d’imagerie à superrésolution qui utilisent déjà des sources de photons uniques comme sondes pour la localisation et le suivi d’échantillons biologiques, telles que la microscopie de localisation de molécules uniques avec des points quantiques.
Traditionnellement, l’obtention d’une ultra-haute précision dans les techniques nanoscopiques était limitée par les limites des méthodes d’imagerie standard, telles que la limite de diffraction des caméras et les objectifs à fort grossissement. Cependant, ce nouveau système de détection quantique contourne ces obstacles, ouvrant la voie à des niveaux de précision sans précédent.
Au cœur de cette innovation se trouve une technique interférométrique qui non seulement atteint une précision spatiale inégalée, mais maintient également son efficacité quel que soit le chevauchement entre les paquets d’ondes photoniques déplacés. La précision de cette technique n’est que légèrement réduite lorsqu’il s’agit de photons différant par des degrés de liberté non spatiaux, marquant un progrès significatif dans la sensibilité spatiale améliorée quantique.
Le co-auteur de l’étude, le professeur Vincenzo Tamma, directeur du Quantum Science and Technology Hub, a déclaré : « Ces résultats jettent un nouvel éclairage sur la puissance métrologique de l’interférence spatiale à deux photons et peuvent ouvrir la voie à de nouvelles techniques de détection de haute précision. »
« D’autres applications potentielles de la recherche pourraient être trouvées dans le développement de techniques de détection quantique pour la réfractométrie de haute précision et la localisation de corps astrophysiques, ainsi que de systèmes de détection multiparamétriques de haute précision, y compris des méthodes de localisation quantique 3D. »
L’étude est publiée dans Lettres d’examen physique.
Plus d’information:
Danilo Triggiani et al, Estimation avec une précision quantique ultime du déplacement transversal entre deux photons via des mesures d’échantillonnage d’interférence à deux photons, Lettres d’examen physique (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.180802