Физики преодолели стандартный квантовый предел с помощью «квантовой жути»

Исследователи объединили две самые «жуткие» особенности квантовой механики, чтобы создать сверхточный квантовый датчик.

Альберт Эйнштейн называл квантовую запутанность «созданием жутких действий на расстоянии», другая «пугающая» особенность — делокализация, то есть способность частицы находиться в нескольких местах одновременно. Группа физиков под руководством Национального института стандартов и технологий США (NIST) впервые использовали оба этих эффект для создания сверхчувствительного датчика.

Чтобы запутать два объекта, обычно нужно поднести их очень-очень близко друг к другу, чтобы они могли взаимодействовать. В своей работе исследователи использовали альтернативный способ. Они запутывали атомы, используя свет, отражающийся между зеркалами, называемыми оптическими резонаторами. Таким способом можно запутать до миллиона атомов, находящихся на расстоянии нескольких миллиметров и более друг от друга.

Второе направление исследований было связано с делокализацией. Исследователи использовали импульсы света, чтобы заставить атомы одновременно двигаться и не двигаться, поглощая и не поглощая лазерный свет. Это заставляет атомы с течением времени одновременно находиться в двух разных местах сразу.

Мы направляем лазерные лучи на атомы, поэтому мы фактически разделяем квантовый волновой пакет каждого атома на две части, другими словами, частица фактически существует в двух отдельных пространствах одновременно.

Ченги Луо, аспирант NIST и соавтор работы
Схема эксперимента. Изображение: Graham P. Greve et al., Nature

Объединив два этих эффекта, исследователи создали на основе оптического резонатора материя-волновой интерферометр. Этот прибор измеряет ускорение свободного падения с точностью, превышающей стандартный квантовый предел. Это ограничение, накладываемое на точность непрерывного или многократно повторяющегося измерения, связанное с квантовыми шумами незапутанных атомов.

Авторы исследования полагают, что сенсоры, которые будут использовать запутанность и делокализацию вместе, в будущем обеспечат более точную навигацию, помогут исследовать природные ресурсы, более точно определять фундаментальные константы и искать темную материю.


Читать далее:

Сигнал Starlink взломали, чтобы использовать его в качестве альтернативы GPS

НАСА раскрыло происхождение Хаумеи — самой загадочной планеты Солнечной системы

Черную дыру-монстр нашли на «заднем дворе» Земли: она очень близко к нашей планете

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука