Op het gebied van kwantummeting, zwakke waarden, geïntroduceerd in 1988 door Aharonov, Albert en Vaidman (AAV), vertegenwoordigen een zeer intrigerend en raadselachtig paradigma, met veel eigenschappen in schril contrast met traditionele (projectieve) kwantummetingen.

Door de koppeling tussen gemeten deeltje en meetinstrument te verzwakken, en het benutten van geschikte voor- en naselectie, AAV toonde aan dat het mogelijk was om een ​​waarde van 100 te verkrijgen door (zwak) de spin van een ½-spin deeltje te meten.

Een dergelijk resultaat werd verkregen na middeling van meerdere metingen op identieke voor- en nageselecteerde deeltjes; Vandaar, een debat begon over de enkelvoudige/statistische aard van zwakke waarden en over hun 'kwantumheid', binnen de meer algemene discussie over zwakke waarden als een hulpmiddel om de fundamenten van de kwantummechanica te begrijpen.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Lichtwetenschap en toepassing , een team van onderzoekers onder leiding van Dr. Marco Genovese van het Italiaanse metrologische instituut INRIM (Turijn, Italië), in samenwerking met mensen van het Braziliaanse metrologisch instituut INMETRO (Rio de Janeiro, Brazilië), het Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching, Duitsland), de Bar-Ilan Universiteit (Ramat Gan, Israël), en de Universiteit van Tel-Aviv (Tel-Aviv, Israël), werpt nieuw licht op dit decennia-oude debat, met een kwantumoptica-experiment meten, Voor de eerste keer, een afwijkende zwakke waarde met een enkele detectiegebeurtenis, zonder statistieken.

Dit werd verkregen door het realiseren van een nieuw meetparadigma genaamd Robust Weak Measurement, geïmplementeerd als een iteratief protocol waarin het gemeten deeltje (een foton, in ons geval) doorloopt een reeks van n blokken, elke uitvoering van de voorselectie, zwakke koppelings- en postselectiemechanismen.

Op deze manier, het gemeten waarneembare is "de som van polarisatievariabelen van hetzelfde foton op n verschillende tijdstippen, waarbij de ruimtelijke vrijheidsgraad van dit enkele foton de rol van meetinstrument speelt."

"De experimentele opstelling bestaat uit een set van n =7 blokken waarin een dubbelbrekend kristalpaar de zwakke interactie realiseert, voorafgegaan door een halfgolfplaat en gevolgd door een polariserende plaat. Terwijl de polariserende plaat de naselectie uitvoert, de halfgolfplaat roteert de polarisatie van het foton dat het vorige blok verlaat om de preselectiestatus in te stellen. De EM-CCD die aan het einde van de n =7 blokken is geplaatst, detecteert de aankomstpositie van het foton."

"We hebben een waarneembaar gemeten met eigenwaarden in het bereik [-7, 7]. De zwakke waarde van het waarneembare van het voor- en nageselecteerde systeem waarop een meting met één klik werd uitgevoerd, was 18,7, en onze enkele klik leverde 21,4 ± 4,5 op."

"Onze bevindingen benadrukken de niet-statistische, single-particle karakter van zwakke waarden, demonstreren hoe een meting met één klik een zwakke waardeschatting kan opleveren, zelfs voor afwijkende zwakke waarden. Verder, dit experiment suggereert een haalbare mogelijkheid voor amplificatiemethoden die de onzekerheidsbijdrage die gepaard gaat met het meten van de aanwijzer effectief verminderen. Dit maakt de weg vrij voor toekomstige praktische toepassingen van het robuuste zwakke meetparadigma."