طوّر باحثون في جامعة بادربورن طريقة جديدة لقياس المسافات في أنظمة مثل GPS، والتي تحقق نتائج أكثر دقة من أي وقت مضى. باستخدام الفيزياء الكمومية، نجح الفريق بقيادة الحائزة على جائزة ليبنيز البروفيسورة كريستين سيلبرهور في التغلب على ما يُسمى بحد الدقة، الذي يسبب "الضوضاء" التي قد نراها في الصور، على سبيل المثال. تم نشر نتائجهم مؤخرًا في المجلة الأكاديمية "Physical Review X Quantum" (PRX Quantum). وفي مجلة "Physics"، المجلة الإلكترونية للناشر، تم تسليط الضوء على الورقة من قبل خبراء - وهو شرف يُمنح فقط لبعض المنشورات المختارة.

يشرح الفيزيائي الدكتور بنيامين بريشت مشكلة حد الدقة: "في قياسات المسافة بالليزر، يسجل الكاشف نبضتين ضوئيتين بكثافات مختلفة بفارق زمني. كلما كان قياس الوقت أكثر دقة، يمكن تحديد المسافة بدقة أكبر. بشرط أن يكون الفاصل الزمني بين النبضات أكبر من طول النبضات، فإن هذا يعمل بشكل جيد." تنشأ المشاكل، كما يوضح بريشت، إذا تداخلت النبضات: "عندها لا يمكنك قياس الفارق الزمني باستخدام الطرق التقليدية. يُعرف هذا بحد الدقة وهو تأثير معروف في الصور. لا يمكن حل الهياكل أو التفاصيل الصغيرة جدًا. هذه هي نفس المشكلة - فقط مع الموضع بدلًا من الوقت."

تحدٍ آخر، وفقًا لبريشت، هو تحديد كثافات النبضتين الضوئيتين المختلفتين، بالتزامن مع الفارق الزمني ووقت الوصول. لكن هذا بالضبط ما تمكن الباحثون من تحقيقه - "بدقة محدودة كموميًا"، يضيف بريشت. بالعمل مع شركاء من جمهورية التشيك وإسبانيا، تمكن الفيزيائيون في بادربورن حتى من قياس هذه القيم عندما تداخلت النبضات بنسبة 90 في المئة. يقول بريشت: "هذا يتجاوز حد الدقة بكثير. دقة القياس أفضل بـ 10,000 مرة. باستخدام طرق من نظرية المعلومات الكمومية، يمكننا العثور على أشكال جديدة من القياس تتغلب على قيود الطرق التقليدية."

يمكن أن تتيح هذه النتائج تحسينات كبيرة في المستقبل لدقة تطبيقات مثل LIDAR، وهي طريقة لقياس المسافة والسرعة البصرية، وGPS. ومع ذلك، سيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تكون هذه التقنية جاهزة للسوق، يشير بريشت.

### اقرأ المقال: https://physics.aps