Kvantnondemolitionmätningar

Kvantnondemolitionmätningar, ofta förkortade QND-mätningar, är en typ av kvantmekanisk mätning som syftar till att mäta en viss egenskap hos ett kvantsystem utan att förstöra informationen om andra, icke-kommuterande egenskaper hos samma system. Till skillnad från klassiska mätningar, där mätprocessen ofta oåterkalleligt stör systemet, försöker QND-mätningar att minimera eller eliminera denna störning.

Principen bakom QND-mätningar bygger på att mäta en observable som kommuterar med den observerade kvantegenskapen. Genom att utnyttja kvantmekanikens principer, som superposition och sammanflätning, kan man utforma mätapparater som interagerar med systemet på ett kontrollerat sätt. Denna interaktion överför information om den önskade egenskapen till mätapparaten utan att kollapsa systemets vågfunktion på ett sätt som förstör annan viktig information.

Ett vanligt exempel på QND-mätning är mätningen av antalet fotoner i ett ljusfält. Genom att låta fotonerna interagera med en qubit på ett specifikt sätt kan man bestämma antalet fotoner utan att förstöra dem för framtida mätningar eller för att bevara systemets koherens. Dessa mätningar är avgörande inom områden som kvantinformatik, kvantkommunikation och precisionsmätning av kvanttillstånd, då de möjliggör mer noggranna och mindre störande experiment. Utvecklingen av QND-mätningar är en aktiv forskningsgren som strävar efter att förfina tekniker för att hantera och mäta kvantsystem med hög precision.