Kvantmätningar: teori och tillämpningar

Projekttitel: Kvantmätningar: teori och tillämpningar
Huvudsökande: Roope Uola, kvantmateriens fysik
Beviljade medel: 4 400 000 SEK för perioden 2025-2028

Behandling av kvantinformation utlovar olika revolutionerande teknologier. Dessa inkluderar praktiska tillämpningar inom t.ex. säker kommunikation, kvantdatorberäkningar och kvantavkänning. Vanligtvis tillskrivs denna så kallade kvantfördel de förbryllande icke-klassiska särdragen hos kvanttillstånd, dvs. bärarna av kvantinformation, såsom kvantsammanflätning och koherens. Nyligen har ett nytt tillvägagångssätt växt fram, som kopplar kvantfördelen till processen att läsa ut informationsbärarna, dvs. att utföra korrekta kvantmätningar.

Det nya tillvägagångssättet förlitar sig på abstrakta kopplingar mellan centrala klassisk-till-kvantgränser som ges av kvantmätningsteorin, såsom Heisenberg-typ inkompatibilitet, och de som ges av kvantkorrelationer, såsom spöklik avståndsverkan mellan kvantsystem. Den senare är kärnan i olika praktiska kvantfördelar inom t.ex. säker kvantkommunikation och mätning.

Syftet med detta projekt är att undersöka kvantfördelen med hjälp av kvantmätningsteori. På den abstrakta sidan undersöks nya frågor, såsom vilka mätningar som är mest inkompatibla och hur man förstår kvantfördelen kvantitativt med hjälp av inkompatibilitet. På den praktiska sidan undersöker projektet säkerheten i scenarier för bearbetning av kvantinformation i närvaro av praktiska begränsningar, såsom finita-statistikeffekter och referensramsoberoende, som är relevanta till exempel i mark-till-satellit kvantkommunikation.